JP6081565B2 - Synthetic liquid cell - Google Patents

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Description

(関連出願の相互参照)
[0001] 本出願は、米国仮出願第61/344,434(出願日2010年7月22日)、第61/470,515(出願日2011年4月1日)、および第61/470,520(出願日2011年4月1日)の各々を参照によりその全体を説明したものとしてここに含める。
(Cross-reference of related applications)
[0001] This application is filed in US provisional applications 61 / 344,434 (filing date July 22, 2010), 61 / 470,515 (filing date April 1, 2011), and 61 / 470,520 (filing date 2011). Each of which is hereby incorporated by reference in its entirety.

[0002] 背景技術
[0003] 現在、生化学試料の処理には多くの重要な欠点がある。これらは大容量を必然的に伴い-高い試薬コスト;高い消費コスト;および相互汚染により非常に影響を受けやすい労働集約型のプロトコルおよびプロセスが生じる。これらの理由により、生化学プロセス内の個々の試料の完全なコントロールおよび単離は、現在のところ保証できない。
[0002] Background art
[0003] Currently, the processing of biochemical samples has many important drawbacks. These necessarily entail large volumes-high reagent costs; high consumption costs; and labor intensive protocols and processes that are highly susceptible to cross contamination. For these reasons, complete control and isolation of individual samples within the biochemical process cannot currently be guaranteed.

[0004] 多くの生化学プロセスの応用として-配列ビード製剤、ピロシークエンシング、核酸連結反応およびポリメラーゼ連鎖反応-および以下に制限されないが、ボリューム・サイズ、化学検査コスト、労務費および反応効率は明らかである。   [0004] Applications for many biochemical processes--sequence bead formulations, pyrosequencing, nucleic acid ligation and polymerase chain reactions--but not limited to: volume size, chemical testing costs, labor costs, and reaction efficiency are obvious It is.

[0005] 配列ビード製剤は、小型のビードが応用に特有の化学的性質で被覆されるプロセスである。例えばDNA複製では、ビードは最初に増幅プロセスに先立ちDNAプライマーで被覆される。最近の最先端技術のシーケンサーでも、標的分子の比較的高い局所濃度は、正確な配列には必要である。処理されるビードの80%が十分に被覆されれば正確なシーケンシングが保証されると言うのが典型的なプロトコルであると現在のところ推定されている。したがって、比較的標的試料の高濃度を保証するのに、多くのビードを使用して統計精度をあげなければならない。更に、上塗りを施したビードさえあるウェルから別のウェルまで移動させると、必然的にビードおよび懸濁流体の両方に損失が生じる。これは、今日のピペット操作および液体ハンドリング・システムに本来的な無駄容積および非能率の結果です。この生化学プロセスは、一般に10マイクロリットルから200マイクロリットルまでに及ぶ典型的な量の96または384の静止したウェルプレート内で行なわれる。   [0005] Array bead formulation is a process in which small beads are coated with chemistry specific to the application. For example, in DNA replication, the beads are first coated with DNA primers prior to the amplification process. Even in modern state-of-the-art sequencers, relatively high local concentrations of target molecules are necessary for accurate sequencing. It is currently estimated that the typical protocol is that accurate sequencing is guaranteed if 80% of the processed beads are fully covered. Therefore, many beads must be used to increase statistical accuracy to ensure a relatively high concentration of the target sample. Furthermore, moving even the overcoated bead from one well to another inevitably results in a loss of both the bead and the suspending fluid. This is a result of the dead volume and inefficiency inherent in today's pipetting and fluid handling systems. This biochemical process is performed in typical volumes of 96 or 384 stationary well plates, generally ranging from 10 microliters to 200 microliters.

[0006] 別の生化学プロセス(パイロシークエンシング)は、比較的高濃度の核酸を、プライマーで被覆したビードと混合させる。核酸はビード上にクローンのコロニーを付着させ形成させる。その後、これはエマルジョンベースのPCRを使用して増幅させる。シークエンサーは、多くのピコリッターの大きさのウェルを有し、これらのウェルは単一のビードには十分な大きさであり、シーケンシングに必要な適切な酵素を含む。パイロシークエンシングは、ルシフェラーゼ酵素を使用して読出用の光を生成し、シークエンサーは、追加されたヌクレオチドのウェルの写真を撮る。このプロセスでの重要な障害の1つ
は、ビードをプライマーで効率良く被膜できるかである。現在の技術を使用するビードの割合はプライマー化学作用では適切に被覆されず、より貧弱な反応効率が生じている。今日の技術を使用してビードの被覆効率を改善するには、維持できないくらいに試薬コストを増加させる必要がある。
[0006] Another biochemical process (pyro sequencing) mixes a relatively high concentration of nucleic acid with a bead coated with a primer. Nucleic acids are formed by attaching clonal colonies on the beads. This is then amplified using emulsion-based PCR. The sequencer has many picoliter-sized wells that are large enough for a single bead and contain the appropriate enzymes needed for sequencing. Pyrosequencing uses a luciferase enzyme to generate light for readout, and the sequencer takes a picture of the added nucleotide wells. One important obstacle in this process is the ability to efficiently coat the beads with a primer. The proportion of beads using current technology is not properly coated with primer chemistry, resulting in poorer reaction efficiency. To improve bead coating efficiency using today's technology, reagent costs need to be increased beyond sustainability.

[0007] 核酸連結反応内では、同様の生化学的処理の問題が発生する。核酸連結反応は、組換え型核酸配列を生成する現代の分子生物学研究の重要なツールになった。例えば、核酸リガーゼを制限酵素と共に使用して、核酸断片(多くの場合遺伝子)を遺伝子工学の使用用にプラスミドの中へ挿入する。核酸連結反応は分子生物学の比較的一般的な技術であり、短いDNA鎖が、特定温度(使用するプロトコルに依存するが一般に16℃〜25℃)でリガーゼと呼ばれる酵素の作用によってともに連結されることがある。2つを超える短いDNA鎖配列を連結するために、例えば合成遺伝子配列を作製する場合、すべてのDNA鎖を組み合わせて次に連結反応を行なわせるということはできない。このようにすると、1つの鎖の末端が正しくない鎖のスタートにつながれるランダムシーケンスが生じるだろう。遺伝コードの順序が重要である合成的に構築された遺伝子では、この不正確な配列(すなわち不正確な配位)は望ましくはないだろう。この技術を遂行するには、正確に最初に近隣の配列のペアの組合せを連結して正確な配位を産出しなければならない。これらのコンストラクト対は次に正確な配位に連結させられて、さらに長い合成コンストラクトが構築される。このプロセスは大量のかつ複雑な化学処理および操作を含んでいる。これは全く労働集約的なプロセスであるか、または最近の液体処理を使用して遂行すれば、大きな消費コストが生じ、良く知られている静止ウェルプレートおよびピペット吸引除去での無駄容量損失を被る。最近の液体ハンドリング技術を使用するとまた、小量のミキシングおよびコントロールは比較的小量を吸引し操作する能力に制限される。核酸連結反応の中で使用される典型的な容量は、10〜200マイクロリットルで50塩基対〜200塩基対の核酸鎖長を有する。   [0007] Within the nucleic acid ligation reaction, similar biochemical processing problems arise. Nucleic acid ligation has become an important tool in modern molecular biology research to produce recombinant nucleic acid sequences. For example, nucleic acid ligase is used with restriction enzymes to insert nucleic acid fragments (often genes) into plasmids for use in genetic engineering. Nucleic acid ligation is a relatively common technique in molecular biology, where short DNA strands are ligated together by the action of an enzyme called ligase at a specific temperature (depending on the protocol used, but generally between 16 ° C and 25 ° C). Sometimes. For example, when a synthetic gene sequence is prepared in order to link two or more short DNA strand sequences, it is not possible to combine all the DNA strands and then perform a ligation reaction. This will result in a random sequence where the end of one strand leads to the start of the wrong strand. For synthetically constructed genes where the order of the genetic code is important, this incorrect sequence (ie, incorrect coordination) may not be desirable. To accomplish this technique, the combination of neighboring sequence pairs must first be ligated to yield the correct coordination. These construct pairs are then ligated to the correct coordination to build a longer synthetic construct. This process involves a large amount of complex chemical processing and manipulation. This is a completely labor intensive process or, if carried out using modern liquid processing, results in high cost of consumption and wasteful capacity loss in the well-known stationary well plate and pipette suction removal . Using modern liquid handling techniques, small volume mixing and control is also limited to the ability to aspirate and manipulate relatively small volumes. Typical volumes used in nucleic acid ligation reactions have nucleic acid chain lengths of 50 base pairs to 200 base pairs in 10-200 microliters.

[0008] ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は広範囲に使用され分子生物学の多くの応用で標的のDNAおよびcDNAを増幅してきた。PCR技術は単一あるいは複数のDNAを増幅して、特定のDNA塩基配列の何千から何十億ものコピーを生成する。現代のPCR機器は10〜200マイクロリットルの反応容積中でPCRプロセスを行う。小さな容量中でPCRを実行することへの最大の障害のうちの1つは、構成試薬の小さな容量をマニュアル・ピペットで操作する際の困難
さである。大容量のサイズであるということは、サブナノリットルを投薬し混合するには既存の技術は能力が欠けているという証拠である。更に、流動システムに基づいた次世代微量流体技術については、これらはまだ生化学プロセスに必要なサンプルの実際量に対する投薬の初期容量によって制限されている。これらの微量流体システムも、 生化学プロセス中には試料の規定プロトコルのコントロールに制限される。これらのシステムは典型的にはミクロスケールの流路ネットワークに依存しており、サブマイクロリットル容量を輸送し混合する。これらの技術の主な欠点のうちのいくつかは次のとおりである:微量流
体カードの使い捨ての(汚染を防止のため)-各試料の動的制御の不足(生化学プロセス中の任意の時点で任意の個々の試料を輸送し混合すること)、およびシステムの閉構成。
[0008] Polymerase chain reaction (PCR) has been widely used to amplify target DNA and cDNA in many applications of molecular biology. PCR technology amplifies single or multiple DNAs and produces thousands to billions of copies of a particular DNA sequence. Modern PCR instruments perform the PCR process in a reaction volume of 10-200 microliters. One of the biggest obstacles to performing PCR in small volumes is the difficulty in manually manipulating small volumes of constituent reagents. The large volume size is evidence that existing technologies lack the ability to dose and mix sub-nanoliters. Furthermore, for next generation microfluidic technologies based on flow systems, these are still limited by the initial volume of dosing relative to the actual amount of sample required for the biochemical process. These microfluidic systems are also limited to control of the sample specific protocol during the biochemical process. These systems typically rely on microscale channel networks to transport and mix sub-microliter volumes. Some of the main drawbacks of these techniques are: Disposable microfluidic cards (to prevent contamination)-Lack of dynamic control of each sample (at any point in the biochemical process) Transport and mix any individual sample in), and the closed configuration of the system.

[0009] 特に、ディジタルポリメラーゼ連鎖反応(dPCR)の現在の方法は、1つのDNA鋳型が各サブボリュームに残るまで、初期試料を分割して多数のより小容量にすることによって遂行する。DNAを含んでいる陽性のサブボリュームの数を数えることで、原体積中の初期コピー数を計算できる。典型的には、これは階段希釈ステップをして統計的に反応容積当たり1つのDNA標的の試料標的を生成することである。統計的に、全容積の一部分を試験して最初のコピー数を決定して良く、従ってPCR反応総数の削減ができる。しかしながら、まれな標的検出については統計精度を改善するのにより多くの部分容量について試験する必要がある。これによってより多くの空のボリュームおよびより大きな試験ボリュームが生じる-従ってより多くの化学検査、時間、機器装備、試料処理および処理ステップを使用することになる。   [0009] In particular, the current method of digital polymerase chain reaction (dPCR) is accomplished by dividing the initial sample into multiple smaller volumes until one DNA template remains in each subvolume. By counting the number of positive subvolumes containing DNA, the initial copy number in the original volume can be calculated. Typically, this is a step dilution step that statistically generates a sample target of one DNA target per reaction volume. Statistically, a portion of the total volume may be tested to determine the initial copy number, thus reducing the total number of PCR reactions. However, for rare target detection, more partial volumes need to be tested to improve statistical accuracy. This results in more empty volume and larger test volume-thus using more chemical tests, time, instrumentation, sample processing and processing steps.

[0010] dPCRの別の方法では、それによってテスト容積のエマルジョンが油脂ベースのキャリア中で生成される。この方法は、必要とする機器の数、および結果を得るのに必要な時間を減らす労力と言える。最初に、標的試料を、キャリアオイル内に1つの飛沫当たり1つ未満のコピーの統計的分布になるように十分に小さな容量へ希釈させ乳化させる。次に、より大きな容積を単一の試料容積として扱い、PCRプロトコルを使用して処理することができる。しかしながら、この方法は、一般に終点検出に制限される。さらなる計測は、フローサイトメーターの形式が必要で、そのためにセンサーを通過する流動飛沫毎に標的の存在を検知することができる。フローサイトメーターは低速である;高価;特定の液状媒体が必須であり、端点検出だけができる。端点検出の制限は、ポスト処理ステップの要求条件を含む;より低い感度;結果を得るまでの長い時間;特異性およびより多くの計測。エマルジョンベースのPCR法のさらなる挑戦として、必要とされる安定性および各飛沫のコントロールがあげられる。飛沫の合併または剥片によって、さらなる統計誤差が処理に持ち込まれる。   [0010] In another method of dPCR, a test volume of emulsion is thereby produced in an oil-based carrier. This method can be an effort to reduce the number of equipment required and the time required to obtain results. First, the target sample is diluted and emulsified to a sufficiently small volume so that there is a statistical distribution of less than one copy per droplet in the carrier oil. The larger volume can then be treated as a single sample volume and processed using the PCR protocol. However, this method is generally limited to endpoint detection. Further measurements require the form of a flow cytometer so that the presence of a target can be detected for each flow droplet passing through the sensor. Flow cytometers are slow; expensive; specific liquid media are essential and can only detect endpoints. Endpoint detection limitations include post processing step requirements; lower sensitivity; longer time to obtain results; specificity and more measurements. Additional challenges for emulsion-based PCR methods include the required stability and control of each droplet. Additional statistical errors are brought into the process due to splash merging or flaking.

[0011] 最近のピペットおよび液体ハンドリング・システムでは、与えられた初期容量の100%を処理することができない。ピペットに関して、液体貯蔵システム(静止ウェルプレート)およびそのシステム内の機械的な動作の両方によって、試料の完全な吸引除去が妨げられる。この静止プレート中の損失容量あるいは不感容量は表面の湿潤性および形状によって説明できるが、現在の技術のどちらも説明することができない。   [0011] Modern pipette and liquid handling systems cannot handle 100% of a given initial volume. For pipettes, both the liquid storage system (stationary well plate) and the mechanical movement within the system prevent complete aspiration removal of the sample. The loss or dead volume in this stationary plate can be explained by the wettability and shape of the surface, but neither of the current techniques can be explained.

[0012] 流動システムでは、生化学プロセスの終盤中、あるいは終盤で個々の生物学的試料を収集することは、既存の技術にとって非常に挑戦的であることが分かっている。典型的な連続流動システムは、重要な流体の容易な回収を(特にマイクロスケールで)技術的に困難にするポンプおよび貯蔵所から構成されている。さらに、流動システム内では、システムの最初のプライマー処理は、時間を浪費し、高価で、である、また不正確に行われれば、生物学的試料の再テストが必要となるテストの突発事故につながる。   [0012] In flow systems, collecting individual biological samples during or at the end of a biochemical process has proven to be very challenging for existing technologies. A typical continuous flow system consists of pumps and reservoirs that make the easy recovery of important fluids technically difficult (especially on the microscale). In addition, within the flow system, the initial primer treatment of the system is time consuming, expensive, and, if performed incorrectly, results in a catastrophic test that requires retesting of the biological sample. Connected.

[0013] 既存の生化学処理の別の短所は、ナノリットルおよびサブナノリットル容積の生化学的プロセスを自動化できないことである。個々の試料の輸送、ミキシングあるいは回収は既存の自動技術によって行なうことができない。   [0013] Another disadvantage of existing biochemical processes is that nanoliter and sub-nanoliter volume biochemical processes cannot be automated. Transportation, mixing or collection of individual samples cannot be performed by existing automated techniques.

[0014] 少量の流体の操作が必要なより一般的な化学的処理(総称的な微量化学など)で、静止ウェルプレートにあるいはシステム内に残る廃液量において現在の技術の限度を明確に見ることができる。これは、現在の技術がより精巧な分子生物学技術によって要求されるより小さな容量を投薬しコントロールする能力に欠けることに由来する結果であり、また高効率からの要請でもある。   [0014] A clearer view of the limits of the current technology in the amount of effluent remaining in a stationary well plate or in a system in a more general chemical process (such as generic microchemistry) that requires the manipulation of small volumes of fluid Can do. This is a result of the lack of the ability of current technology to dispense and control the smaller volumes required by more sophisticated molecular biology techniques, and is also a request from high efficiency.

[0015] したがって、本発明は、上記の問題のうちのいくつかを少なくとも克服するために改善された試料処理を提供することを目的としている。   [0015] Accordingly, the present invention seeks to provide improved sample processing to at least overcome some of the above problems.

[0016] 発明の概要
[0017] 合成液体セルの製作および操作用の装置、システムおよび方法を開示する。
本明細書は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
分析試料処理システムであって、
分析試料液入力と、
カプセル化液入力と、
安定化機能を含むキャリア液導管と、
液体処理システムと、
上記液体処理システムに操作可能に接続されたコントローラーと、
を含み、
上記コントローラーは、プログラムされて上記液体処理システムに、
(1)上記カプセル化液入力からカプセル化液を抽出させるステップと、
(2)上記抽出されたカプセル化液を(a)上記キャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出させ、(b)上記安定化機能に近接させ、上記カプセル化液は上記キャリア液と不混和性であり、これにより、上記放出されたカプセル化液は上記キャリア液と混合せず、上記キャリア液上に浮遊し、上記安定化機能によって固定されるステップと、
(3)上記分析試料液入力から分析試料液を抽出させるステップと、
(4)上記抽出された分析試料液を放出させるステップであって、上記分析試料液は、上記カプセル化溶液および上記キャリア液と不混和性であり、これにより上記分析試料液は上記カプセル化液または上記キャリア液と混合しない、ステップと、
を行わせるようにプログラムされる、分析試料処理システム。
(項目2)
上記液体処理システムはコントロール・チューブおよびドライバーを含み、上記コントローラーは、ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブに、ステップ(1)および(3)を実行させた後にステップ(2)および(4)を実行させるようにプログラムされる、項目1に記載のシステム。
(項目3)
上記コントローラーは、ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブにステップ(1)を、次に(3)を実行させ、次に(5)さらなるカプセル化液を抽出させ、その後(6)上記カプセル化液を放出させ、次にステップ(4)を実行させ、その後ステップ(2)を実行させて、上記カプセル化液、上記分析試料液および上記補足のカプセル化液を1つの単位として、上記コントロール・チューブから、さらに上記キャリア液導管の上記キャリア液の自由表面上に放出させ、それによって上記カプセル化液および上記補足のカプセル化液が上記分析試料液を同化包囲して合成液体セルを形成するようにさらにプログラムされる、項目2に記載のシステム。
(項目4)
上記コントローラーは、ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブにステップ(5)の後にかつステップ(6)の前に(7)セパレーターを引き出させるようにさらにプログラムされる、項目3に記載のシステム。
(項目5)
上記セパレーターは空気を含む、項目4に記載のシステム。
(項目6)
上記コントローラーは、ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブが、ステップ(7)の後にかつステップ(6)の前に、(1a)カプセル化液入力からカプセル化液を抽出させ、その後(3a)分析試料液入力から分析試料液を取り出させ、次に(5a)補足のカプセル化液を抽出させ、その後(6a)ステップ(1a)およびステップ(5a)のカプセル化液とステップ(3a)の分析試料液とを一緒に第2の単位として上記コントロール・チューブから上記キャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出させ、よって上記第2のユニットが第2の合成液体セルを形成するようにさらにプログラムされる、項目4または項目5に記載のシステム。
(項目7)
上記コントローラーは、ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブにステップ(5)の後にかつステップ(6)の前に(8)第2の分析試料液入力から第2の分析試料液(上記第2の分析試料液は上記キャリア液および上記カプセル化液と非混和性である)を抽出させ、その後(9)補足のカプセル化液を抽出させ、次に(10)ステップ(9)の上記補足のカプセル化液および上記第2の分析試料液を上記ユニットに放出させ、これによって形成された上記合成液体セルが、上記分析試料液の飛沫および上記第2の分析試料液の飛沫を含むようにさらにプログラムされる、項目3に記載のシステム。
(項目8)
上記液体処理システムはコントロール・チューブおよびドライバーを含み、上記コントローラーは、上記ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブにステップ(1)からステップ(4)を記載順に実行させるようにプログラムされる、項目1に記載のシステム。
(項目9)
上記コントローラーは、ステップ(1)を遂行し、次に複数の安定化機能用のステップ(2)を繰り返し、次にステップ(3)を遂行し、その後上記複数の安定化機能用のステップ(4)を繰り返し、よって上記安定化機能(複数)に分散させられた複数の合成液体セルを形成するようにプログラムされる、項目8に記載のシステム。
(項目10)
上記コントローラーは、上記ドライバーを作動させて上記コントロール・チューブに(11)上記分析試料液と混和性の試薬を抽出させ、さらに(12)放出された上記分析試料液に近似の試薬を放出させるようにさらにプログラムされる、項目8または9に記載のシステム。
(項目11)
(a)上記キャリア液導管は、導管内でキャリア液の液盤上で回転可能な盤を受けるのに合わせた大きさの液盤を含み、(b)上記安定化機能は上記盤内に形成され、(c)上記システムは、(1)上記安定化機能上記が液盤内で回転するように上記盤に機能的に接続された回転ドライバー、および(2)少なくとも上記液体処理システムの放出部分を上記キャリア液導管に対して垂直に並進させる運動システムをさらに含み、(d)上記コントローラーは、上記回転ドライバーおよび上記運動システムに機能的に接続され、上記回転システムに上記盤を回転させかつ運動システムに上記液体処理のシステムの放出部分を上記盤に対して垂直に並進させるようにプログラムされる、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目12)
上記コントローラーは、上記運動システムを作動させ上記コントロール・チューブに上記キャリア液の自由表面上で形成された合成液体セルを上記キャリア液導管に対して移動させるようにさらにプログラムされる、項目11に記載のシステム。
(項目13)
上記コントローラーは、上記液体処理システムに上記キャリア液の自由表面上で形成され、ギャップによって分離されている2つの合成液体セル間に十分なカプセル化液(上記ギャップを埋める液体)を放出させ、よって上記2つの合成液体セルを互いに融合させられるようにさらにプログラムされる、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目14)
上記コントローラーは、上記液体処理システムに上記放出されたカプセル化液ステップ(4)の上記分析試料液の近隣にを放出させるようにプログラムされる、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目15)
カプセル化液入力からカプセル化液を抽出するステップと、
上記抽出されたカプセル化液を(a)安定化機能を含むキャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出させ、(b)上記安定化機能に近接させ、上記カプセル化液は上記キャリア液と不混和性であり、上記放出されたカプセル化液は上記キャリア液と混合せず、上記キャリア液上に浮遊し、上記安定化機能によって固定される、ステップと、
分析試料液入力から分析試料液を抽出するステップと、
上記抽出された分析試料液を放出するステップであって、上記分析試料液は上記カプセル化液および上記キャリア液と不混和性である、ステップと、
を含み、
上記分析試料液が上記カプセル化液または上記キャリア液と混合することがない、分析試料処理方法。
[0016] Summary of the Invention
[0017] Disclosed are apparatus, systems, and methods for the fabrication and operation of synthetic liquid cells.
This specification provides the following, for example.
(Item 1)
An analytical sample processing system comprising:
Analysis sample liquid input,
Encapsulated liquid input,
A carrier liquid conduit including a stabilizing function;
A liquid treatment system;
A controller operably connected to the liquid treatment system;
Including
The controller is programmed to the liquid processing system,
(1) extracting the encapsulated liquid from the encapsulated liquid input;
(2) The extracted encapsulated liquid is (a) discharged onto the free surface of the carrier liquid in the carrier liquid conduit, (b) is brought close to the stabilizing function, and the encapsulated liquid is not in contact with the carrier liquid. Is miscible, whereby the released encapsulated liquid does not mix with the carrier liquid, floats on the carrier liquid and is fixed by the stabilizing function;
(3) extracting the analysis sample solution from the analysis sample solution input;
(4) A step of releasing the extracted analysis sample solution, wherein the analysis sample solution is immiscible with the encapsulated solution and the carrier solution, whereby the analysis sample solution is Or the step of not mixing with the carrier liquid,
Analytical sample processing system programmed to perform.
(Item 2)
The liquid processing system includes a control tube and a driver, and the controller activates the driver to cause the control tube to perform steps (1) and (3) and then performs steps (2) and (4). The system of item 1, programmed to be executed.
(Item 3)
The controller activates the driver to cause the control tube to perform step (1), then (3), then (5) extract additional encapsulated liquid, then (6) encapsulated liquid And then the step (4) is performed, and then the step (2) is performed, and the control tube is formed with the encapsulated solution, the analysis sample solution and the supplementary encapsulated solution as one unit. From the carrier liquid conduit onto the free surface of the carrier liquid so that the encapsulated liquid and the supplemental encapsulated liquid assimilate and surround the analytical sample liquid to form a synthetic liquid cell. The system of item 2, further programmed.
(Item 4)
4. The system of item 3, wherein the controller is further programmed to activate a driver to cause the control tube to withdraw the separator after step (5) and before step (6).
(Item 5)
Item 5. The system of item 4, wherein the separator comprises air.
(Item 6)
The controller activates the driver to cause the control tube to extract the encapsulated liquid from the encapsulated liquid input after step (7) and before step (6), and then (3a) analyze The analysis sample liquid is taken out from the sample liquid input, and then (5a) the supplemental encapsulated liquid is extracted, and then the encapsulated liquid in (6a) step (1a) and step (5a) and the analytical sample in step (3a) Further programmed to discharge liquid together as a second unit from the control tube onto the free surface of the carrier liquid in the carrier liquid conduit, so that the second unit forms a second synthetic liquid cell. The system according to item 4 or item 5, wherein
(Item 7)
The controller activates the driver into the control tube after the step (5) and before the step (6) (8) from the second analysis sample liquid input to the second analysis sample liquid (the second analysis sample liquid). The analysis sample solution is immiscible with the carrier solution and the encapsulated solution), then (9) the supplemented encapsulated solution is extracted, and then (10) the supplemented capsule of step (9) The crystallization liquid and the second analysis sample liquid are discharged to the unit, and the synthetic liquid cell formed thereby further includes a splash of the analysis sample liquid and a splash of the second analysis sample liquid. The system according to item 3, wherein
(Item 8)
The liquid treatment system includes a control tube and a driver, and the controller is programmed to operate the driver to cause the control tube to perform steps (1) to (4) in the order described. The system described in.
(Item 9)
The controller performs step (1), then repeats step (2) for a plurality of stabilization functions, then performs step (3), and then performs steps (4) for the plurality of stabilization functions. ) And thus programmed to form a plurality of synthetic liquid cells dispersed in the stabilization function (s).
(Item 10)
The controller operates the driver to cause the control tube to extract (11) a reagent miscible with the analysis sample solution, and (12) to release a reagent approximate to the released analysis sample solution. 10. The system according to item 8 or 9, further programmed into
(Item 11)
(A) the carrier liquid conduit includes a liquid disk sized to receive a disk rotatable on the carrier liquid liquid disk within the conduit; and (b) the stabilizing function is formed in the board. (C) the system includes: (1) a rotating driver operatively connected to the board such that the stabilizing function rotates within the liquid board; and (2) at least a discharge portion of the liquid processing system. A motion system that translates perpendicularly to the carrier liquid conduit, and (d) the controller is operatively connected to the rotary driver and the motion system to rotate and move the board to the rotation system A system according to any of the preceding items, wherein the system is programmed to translate the discharge portion of the liquid treatment system perpendicular to the board.
(Item 12)
Item 12. The controller, wherein the controller is further programmed to operate the motion system and cause the control tube to move a synthetic liquid cell formed on the free surface of the carrier liquid relative to the carrier liquid conduit. System.
(Item 13)
The controller causes the liquid treatment system to release sufficient encapsulated liquid (liquid filling the gap) between two synthetic liquid cells formed on the free surface of the carrier liquid and separated by a gap, and thus A system according to any of the preceding items, further programmed to fuse the two synthetic liquid cells together.
(Item 14)
A system according to any of the preceding items, wherein the controller is programmed to cause the liquid processing system to release in the vicinity of the analyzed sample liquid of the released encapsulated liquid step (4).
(Item 15)
Extracting the encapsulated liquid from the encapsulated liquid input;
(A) discharging the extracted encapsulated liquid onto the free surface of the carrier liquid in the carrier liquid conduit including the stabilizing function; and (b) bringing the encapsulated liquid into proximity with the stabilizing function. Immiscible and the released encapsulated liquid does not mix with the carrier liquid, floats on the carrier liquid and is fixed by the stabilizing function; and
Extracting the analysis sample liquid from the analysis sample liquid input;
Releasing the extracted analytical sample liquid, wherein the analytical sample liquid is immiscible with the encapsulated liquid and the carrier liquid;
Including
The analytical sample processing method, wherein the analytical sample liquid is not mixed with the encapsulated liquid or the carrier liquid.

[0019] 図1Aおよび1B、静電力を使用して合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0019] FIGS. 1A and 1B schematically illustrate the generation of a synthetic liquid cell using electrostatic forces. [0019] 図2Aおよび2B、疎水性効果を使用して合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0019] FIGS. 2A and 2B schematically illustrate the creation of a synthetic liquid cell using the hydrophobic effect. [0019] 図3Aおよび3B、指向性空気コントロールを使用して合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0019] FIGS. 3A and 3B schematically illustrate the creation of a synthetic liquid cell using directional air control. [0022] 図4A-4F、コントロール・チューブの使用および流方向を可変させて、合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0022] FIGS. 4A-4F schematically illustrate the use of a control tube and varying the flow direction to create a synthetic liquid cell. [0022] 図4A-4F、コントロール・チューブの使用および流方向を可変させて、合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0022] FIGS. 4A-4F schematically illustrate the use of a control tube and varying the flow direction to create a synthetic liquid cell. [0022] 図4A-4F、コントロール・チューブの使用および流方向を可変させて、合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0022] FIGS. 4A-4F schematically illustrate the use of a control tube and varying the flow direction to create a synthetic liquid cell. [0023] 図5、静電力を使用して合成液体セルのコントロールすることを概略的に説明する図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating control of a synthetic liquid cell using an electrostatic force. [0024] 図6A-6C、疎水性効果を使用して、合成液体セルのコントロールすることを概略的に説明します。[0024] Figures 6A-6C schematically illustrate controlling a synthetic liquid cell using hydrophobic effects. [0025] 図7、指向性空気コントロールを使用して合成液体セルのコントロールすることを概略的に説明する図である。[0025] FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the control of a synthetic liquid cell using directional air control. [0026] 図8、合成液体セルを固定する静的制御突起を概略的に説明する図である。FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a static control protrusion for fixing a synthetic liquid cell. [0027] 図9Aおよび9B、静電力を使用する静的な疎水性制御面に沿った生化学の連続的な流出処理用の移送機序を概略的に説明する図である。[0027] FIGS. 9A and 9B schematically illustrate a transfer mechanism for biochemical continuous effluent treatment along a static hydrophobic control surface using electrostatic forces. [0028] 図10A-10F、コントロール・チューブおよび流方向可変を使用して、本発明の多重試料合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0028] FIG. 10A-10F schematically illustrates the generation of a multi-sample synthesis liquid cell of the present invention using a control tube and variable flow direction. [0028] 図10A-10F、コントロール・チューブおよび流方向可変を使用して、本発明の多重試料合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0028] FIG. 10A-10F schematically illustrates the generation of a multi-sample synthesis liquid cell of the present invention using a control tube and variable flow direction. [0029] 図11A-および図11C、静電力を使用して多重試料合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0029] FIGS. 11A and 11C schematically illustrate the use of electrostatic forces to generate a multiple sample synthesis liquid cell. [0030] 図12Aおよび12B、多重試料合成液体セルを示す写真である。[0030] FIGS. 12A and 12B are photographs showing a multiple sample synthesis liquid cell. [0031] 図13A-および図13C、表面張力を利用して多重試料合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0031] FIGS. 13A-C are diagrams schematically illustrating the generation of a multi-sample synthesis liquid cell using surface tension. [0032] 図14A-および図14B、機械的撹拌を利用して多重試料合成液体セルを生成することを概略的に説明する図である。[0032] FIG. 14A- and FIG. 14B schematically illustrate the generation of a multiple sample synthesis liquid cell utilizing mechanical agitation. [0033]] 図15Aおよび図15B、エマルジョンベースの多重試料合成液体セルの写真である。[0033] FIGS. 15A and 15B are photographs of an emulsion-based multi-sample synthesis liquid cell. [0034] 図16、多数の内部試料標的を備えた多重試料合成液体セルの写真である。FIG. 16 is a photograph of a multiple sample synthesis liquid cell with multiple internal sample targets. [0035] 図17Aおよび図17B、指向性空気コントロールを利用して多重試料合成セルをすることを概略的に説明する図である。[0035] FIGS. 17A and 17B are diagrams schematically illustrating a multiple sample synthesis cell using directional air control. [0036] 図18A-18C、疎水性効果を使用して、試料合成液体セルをコントロールすることを概略的に説明する図である。[0036] FIGS. 18A-18C schematically illustrate controlling a sample synthesis liquid cell using hydrophobic effects. [0037] 図19Aおよび19B、安定化機能を備えた疎水性制御面を使用して多重試料合成セルの輸送を概略的に説明する図である。[0037] FIGS. 19A and 19B schematically illustrate transport of a multi-sample synthesis cell using a hydrophobic control surface with a stabilizing function. [0038] 図20、静電力を使用して、多重試料合成液体セルをコントロールすることを概略的に説明する図である。FIG. 20 is a diagram schematically illustrating the control of a multi-sample synthesis liquid cell using electrostatic force. [0039] 図21は、指向性空気コントロールを使用して、多重試料合成液体セルをコントロールすることを概略的に説明する図である。FIG. 21 is a diagram schematically illustrating the control of a multi-sample synthesis liquid cell using directional air control. [0040] 図22、合成液体セルを固定する静的制御突起を概略的に説明する図である。FIG. 22 is a diagram schematically illustrating a static control protrusion for fixing a synthetic liquid cell. [0041] 図23は、合成液体セルの源試料を配置するために使用される中央制御量を備えた多重試料合成液体セルの写真である。[0041] FIG. 23 is a photograph of a multi-sample synthesis liquid cell with a central control amount used to place the source sample of the synthesis liquid cell. [0042] 図24A-24D、合成液体セル用の1ユニットの疎水性安定化機能を概略的に説明する図である。[0042] FIGS. 24A-24D are diagrams schematically illustrating the hydrophobic stabilization function of one unit for a synthetic liquid cell. [0042] 図24A-24D、合成液体セル用の1ユニットの疎水性安定化機能を概略的に説明する図である。[0042] FIGS. 24A-24D are diagrams schematically illustrating the hydrophobic stabilization function of one unit for a synthetic liquid cell. [0043] 図25A-25D、合成液体セル用の複数の疎水性安定化機能構造を概略的に説明する図である。[0043] FIGS. 25A-25D schematically illustrate a plurality of hydrophobic stabilizing functional structures for a synthetic liquid cell. [0044] 図26、単一の合成液体セル用の2つの疎水性安定化機能を概略的に説明する図である。[0044] FIG. 26 is a diagram schematically illustrating two hydrophobic stabilization functions for a single synthetic liquid cell. [0045] 図27A-27B、コントロール・チューブおよび可変流方向を使用する安定化機能を有する疎水性円材に沿う離散的な位置での合成液体セルのポジショニングを概略的に説明する図である。[0045] FIGS. 27A-27B schematically illustrate the positioning of a synthetic liquid cell at discrete locations along a hydrophobic circle having a stabilizing function using a control tube and variable flow direction. [0046] 図28、疎水性安定化機能アレーを概略的に説明する図である。FIG. 28 is a diagram schematically illustrating a hydrophobic stabilization functional array. [0047] 図29、安定化機能を備えた疎水性制御面を使用する合成液体セルの輸送機序を概略的に説明する図である。[0047] FIG. 29 is a diagram schematically illustrating the transport mechanism of a synthetic liquid cell using a hydrophobic control surface having a stabilizing function. [0048] 図30Aおよび30Bは、疎水性の安定化機能を使用して、合成液体セルアレー用の輸送機序を概略的に説明する図である。[0048] FIGS. 30A and 30B schematically illustrate a transport mechanism for a synthetic liquid cell array using a hydrophobic stabilization function. [0049] 図31は単一の合成液体セル・ネットワークを説明するダイヤグラムである。[0049] FIG. 31 is a diagram illustrating a single synthetic liquid cell network. [0050] 図32A-32F、合成流体ネットワーク内の合成液体セルの搬送方法を説明するダイヤグラムである。[0050] FIGS. 32A-32F are diagrams illustrating a method of transporting a synthetic liquid cell within a synthetic fluid network. [0051] 33A-33E 、合成流体ネットワーク内の合成液体セルの混合プロセスを説明するダイヤグラムである。[0051] 33A-33E is a diagram illustrating the mixing process of a synthetic liquid cell in a synthetic fluid network. [0052] 図34Aおよび34B、合成流体ネットワーク内の2つの合成液体セルを融合させることを示す写真である。[0052] FIGS. 34A and 34B are photographs showing fusing two synthetic liquid cells in a synthetic fluid network. [0053] 図35A-35C、合成流体ネットワーク内の2つの合成液体セルを融合して多重試料合成液体セルを生成することを示す写真である。[0053] FIGS. 35A-35C are photographs showing fusing two synthesis liquid cells in a synthesis fluid network to produce a multi-sample synthesis liquid cell. [0054] 図36A-36E、合成液体セルを融合させて合成流体ネットワーク内に多重試料合成液体セルを生成することを概略的に示す写真である。[0054] FIGS. 36A-36E are photographs that schematically illustrate the synthesis of multi-sample synthesis liquid cells within a synthesis fluid network by fusing the synthesis liquid cells. [0055] 図37A-37C、4つの合成液体セルが2段階で合成される合成流体ネットワークを概略的に説明する図である。[0055] FIGS. 37A-37C schematically illustrate a synthetic fluid network in which four synthetic liquid cells are synthesized in two stages. [0056] 図38A-38G、32の合成液体セルが5段階で合成される合成流体ネットワークを概略的に説明する図である。[0056] FIG. 39 is a diagram schematically illustrating a synthetic fluid network in which the synthetic liquid cells of FIGS. 38A-38G and 32 are synthesized in five stages. [0056] 図38A-38G、32の合成液体セルが5段階で合成される合成流体ネットワークを概略的に説明する図である。[0056] FIG. 39 is a diagram schematically illustrating a synthetic fluid network in which the synthetic liquid cells of FIGS. 38A-38G and 32 are synthesized in five stages. [0057] 図39、恒温核酸増幅用の合成液体セル装置を概略的に説明する図である。FIG. 39 is a diagram schematically illustrating a synthetic liquid cell device for constant temperature nucleic acid amplification. [0058] 図40、円盤状の疎水性プラットフォーム上の一連の安定化機能を概略的に説明する図である。[0058] FIG. 40 is a diagram schematically illustrating a series of stabilizing functions on a disc-shaped hydrophobic platform. [0059] 図40A、円盤状のプラットフォームを使用する典型的なシステムを示す図である。[0059] FIG. 40A shows an exemplary system using a disk-shaped platform. [0060] 図41A-41D、合成流体ネットワークの生成を説明するダイヤグラムである。[0060] FIGS. 41A-41D are diagrams illustrating the generation of a synthetic fluid network. [0061] 図42A-42Dは、流体経路コントロールを閉じ込めている不混和性のバッファー用の疎水性制御面を説明するダイヤグラムである。[0061] FIGS. 42A-42D are diagrams illustrating a hydrophobic control surface for an immiscible buffer confining fluid path control. [0062] 図43-47、コントローラー・プログラミングとしてインプリメントできる様々な方法を説明する図である。[0062] FIGS. 43-47 illustrate various methods that can be implemented as controller programming. [0062] 図43-47、コントローラー・プログラミングとしてインプリメントできる様々な方法を説明する図である。[0062] FIGS. 43-47 illustrate various methods that can be implemented as controller programming. [0062] 図43-47、コントローラー・プログラミングとしてインプリメントできる様々な方法を説明する図である。[0062] FIGS. 43-47 illustrate various methods that can be implemented as controller programming. [0062] 図43-47、コントローラー・プログラミングとしてインプリメントできる様々な方法を説明する図である。[0062] FIGS. 43-47 illustrate various methods that can be implemented as controller programming. [0062] 図43-47、コントローラー・プログラミングとしてインプリメントできる様々な方法を説明する図である。[0062] FIGS. 43-47 illustrate various methods that can be implemented as controller programming.

[0063] 発明の詳細
[0064] 本発明は、不混和性の流体セル内で、かつ互いに不混和性のキャリア流体の自由表面に位置する生物学的試料を生成する実施形態および方法を提供する。本発明は、合成液体セル(「合成流体セル」と同義)内に、かつ不混和性のキャリア流体に位置する生物学的試料の生成、および/または位置コントロール、および/または移動コントロール、および/または混合および/または処理に関わる。
[0063] Details of the Invention
[0064] The present invention provides embodiments and methods for generating biological samples that are located in immiscible fluid cells and on the free surfaces of carrier fluids that are immiscible with each other. The invention relates to the generation and / or position control and / or movement control of biological samples located in a synthetic liquid cell (synonymous with “synthetic fluid cell”) and in an immiscible carrier fluid, and / or Or involved in mixing and / or processing.

[0065] 生物学的試料は、典型的には合成液体セルのキャリア流体の密度と外側の流体の密度との間の密度を持つ。キャリア流体は典型的には合成液体セルの外側の流体の密度より高い密度を持つ。   [0065] The biological sample typically has a density between the density of the carrier fluid of the synthetic liquid cell and the density of the outer fluid. The carrier fluid typically has a density higher than that of the fluid outside the synthetic liquid cell.

[0066] 流体の密度の典型的な値は、キャリア流体用で1,300kg/m3〜2,000kg/m3、不混和性の流体セル用で700kg/m3〜990kg/m3および生物学的試料用で900kg/m3〜1200kg/m3まで値の範囲内にある。作動液および密度のそのような1つのセットの例は、本明細書に概説されるが、これらに制限される訳ではない;キャリア流体は、油脂密度約1,900kg/m3のFluorinertFC-40「フルオロ炭酸塩化」である;合成液体セルの外側の流体は約920kg/m3のフェニルメチルポリシロキサン(シリコーンオイル)密度である;また生物学的試料は、密度約1000kg/m3のPCR試薬の水溶性ベースの溶液である。   [0066] Typical values for fluid density are 1,300 kg / m3 to 2,000 kg / m3 for carrier fluids, 700 kg / m3 to 990 kg / m3 for immiscible fluid cells, and 900 kg for biological samples. Within the range of values from / m3 to 1200kg / m3. Examples of one such set of hydraulic fluid and density are outlined herein, but are not limited to these; the carrier fluid is a Fluorinert FC-40 “fluoro” with a fat density of about 1,900 kg / m3. Carbonate ”; the fluid outside the synthesis liquid cell is about 920 kg / m3 of phenylmethylpolysiloxane (silicone oil) density; and the biological sample is a water-soluble base of PCR reagent with a density of about 1000 kg / m3 Solution.

[0067] 別の実施形態では、キャリア流体は全フッ素置換されたアミン油である。   [0067] In another embodiment, the carrier fluid is a perfluorinated amine oil.

[0068] 別の実施形態では、封入された流体はフェニルメチルポリシロキサンの溶液ベースの油脂およびポリソルベート添加剤である。添加剤は2〜8の範囲の親水‐親油性バランス番号を持つ。添加剤の合体合計の親水‐親油性バランス番号は、2〜8の範囲にある。ポリソルベート添加剤の例はSPAN80、SPAN65およびトゥイーン20であるが、これらに制限されるわけではない。カプセル化流体バッファー内のこれらの添加剤は、0.001%と10%との間にある。   [0068] In another embodiment, the encapsulated fluid is a phenylmethylpolysiloxane solution based oil and polysorbate additive. The additive has a hydrophilic-lipophilic balance number in the range of 2-8. The total hydrophilic-lipophilic balance number of the combined additives is in the range of 2-8. Examples of polysorbate additives are SPAN80, SPAN65 and Tween 20, but are not limited to these. These additives in the encapsulated fluid buffer are between 0.001% and 10%.

[0069] 別の実施形態では、標的試料は水性溶媒中の固形微粒子懸濁液である。またカプセル化流体は、フルオロカーボンベースの油脂のキャリア流体上のフェニルメチルポリシロキサンベースの油脂である。   [0069] In another embodiment, the target sample is a solid particulate suspension in an aqueous solvent. The encapsulating fluid is a phenylmethylpolysiloxane-based oil on a fluorocarbon-based oil carrier fluid.

[0070] 別の実施形態では、標的試料はフェニメチルポリシロキサンベースの油脂中の水溶性の媒体である。またカプセル化流体は、フルオロカーボンベースの油脂のキャリア流体上のフェニルメチルポリシロキサンベースの油脂である。   [0070] In another embodiment, the target sample is a water-soluble medium in a phenymethylpolysiloxane-based fat. The encapsulating fluid is a phenylmethylpolysiloxane-based oil on a fluorocarbon-based oil carrier fluid.

[0071] いくつかの実施形態では、制御面は疎水性材料である。   [0071] In some embodiments, the control surface is a hydrophobic material.

[0072] 合成液体セルを作製および操作用に使用されるシステムは、典型的にはコントローラー(プログラム可能なコンピュータなど)の管理下の液体ハンドリング・システムを含んでいる。コントローラーは、液体ハンドリング・システムに様々なステップ(このプログラム・ステップは非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されている)を行なわせるように典型的にプログラムされる。   [0072] Systems used for making and manipulating synthetic liquid cells typically include liquid handling systems under the control of a controller (such as a programmable computer). The controller is typically programmed to cause the liquid handling system to perform various steps (this program step is stored on a non-transitory computer readable medium).

[0073] 合成液体セルの生成
[0074] 図1Aを参照して、生物学的試料1、および互いに不混和性のキャリア流体3の自由表面に置かれた互いに不混和性の流動性のセル2は制御面4を使用して組み合わせることができる。1つの実施形態では、制御面4は、静電力を使用して不混和性の流動性のセル2の位置をコントロールする。制御面は荷電され、不混和性の流動性のセルの隣接に運ばれ、電荷分離が生じる。例えば、制御面は大きな陽電荷を与えられ、不混和性の流体セル内の負に帯電したイオンが帯電体の方へ分離する。結果は、極の電荷分離および帯電体への付着力である。図1Bを参照して、合成液体セル5が生成される。
[0073] Generation of a synthetic liquid cell
[0074] Referring to FIG. 1A, a biological sample 1 and a mutually immiscible flowable cell 2 placed on the free surface of a mutually immiscible carrier fluid 3 are Can be combined. In one embodiment, the control surface 4 controls the position of the immiscible flowable cell 2 using electrostatic forces. The control surface is charged and carried adjacent to the immiscible flowable cell, resulting in charge separation. For example, the control surface is given a large positive charge and the negatively charged ions in the immiscible fluid cell separate towards the charged body. The result is pole charge separation and adhesion to the charged body. Referring to FIG. 1B, a synthetic liquid cell 5 is generated.

[0075] 別の実施形態において、FIG.2Aを参照して、生物学的試料21、および互いに不混和性のキャリア流体22の自由表面に置かれた互いに不混和性の流動性のセル22は制御面23を使用して組み合わせることができる。制御面23は、疎水性効果を使用して不混和性の流動性のセル20の位置をコントロールする。疎水性表面は水溶性ベースの媒体をはね返す、しかしシリコーンベースの油脂は、表面を容易に湿らせ毛状の張力を利用してコントロールができる。制御面23を不混和性の流体セル20と接触させると、不混和性の流体セル20によって本体の表面に湿潤がもたらされる。その後、流体セルは、制御面23を移すことによりキャリア流体22上の位置へ輸送される。FIG.2Bを参照して、合成セル24が生成される。   [0075] In another embodiment, referring to FIG. 2A, the biological sample 21 and the mutually immiscible flowable cells 22 placed on the free surfaces of the mutually immiscible carrier fluids 22 Can be combined using the control surface 23. The control surface 23 controls the position of the immiscible flowable cell 20 using a hydrophobic effect. Hydrophobic surfaces repel water-based media, but silicone-based fats can be easily moistened and controlled using hairy tension. When the control surface 23 is brought into contact with the immiscible fluid cell 20, the immiscible fluid cell 20 provides wetting to the surface of the body. The fluid cell is then transported to a location on the carrier fluid 22 by moving the control surface 23. With reference to FIG. 2B, a composite cell 24 is generated.

[0076] 別の実施形態において、FIG. 3Aを参照して、互いに不混和性のキャリア流体32の自由表面に置かれた生物学的試料31および互いに不混和性の流体セル30は方向制御チューブ33を使用して組み合わせられる。方向制御チューブ33はエアージェットを提供する、このエアージェットは不混和性の流体セル30に当てられると、移送の抵抗力より大きな抵抗力を生成し、それによって管理された方式でセル液を輸送する。図3Bを参照して、合成液体セル34が生成される。   [0076] In another embodiment, referring to FIG. 3A, the biological sample 31 placed on the free surface of the immiscible carrier fluid 32 and the immiscible fluid cell 30 are directional control tubes. Combined using 33. The directional control tube 33 provides an air jet that, when applied to an immiscible fluid cell 30, produces a resistance greater than the resistance of the transfer, thereby transporting the cell fluid in a controlled manner. To do. With reference to FIG. 3B, a synthetic liquid cell 34 is generated.

[0077] 別の実施形態では、図4Aを参照して、合成液体セルが提示された方法およびシステムを使用して生成できる。図4Aを参照して、ウェルプレート41は1以上の位置(B1、B2、B3)に生物学的試料42を含んでおり、不混和性の流体43によって覆われる。コントロール・チューブ44はチューブを横切って制御可能な圧力を保持する。この動作モードでは、連続的な圧力損失はチューブ内に保持され、それによってチューブが不混和性の流体43との接触するように移動する場合、不混和性の流体43をチューブに回収する。多くの不混和性の流体43はチューブへ回収される。図4Bを参照して、コントロール・チューブ44は生物学的試料41に形を変えて、多くの生物学的試料C1を回収する。
図4Cを参照して、コントロール・チューブは不混和性の流体層に戻り多くの不混和性の流体を回収する。これに続いて、コントロール・チューブは流体のオーバーレイを出て、一方の同じ生物学的試料位置、あるいは新しい生物学的試料位置で手続きを繰り返す前に空気を回収する。図4Dを参照して、コントロール・チューブを、生物学的試料C1、C2、C3、不混和性の流体および不混和性の流体および生物学的試料を分離する空隙45を積み込む。図4Eを参照して、コントロール・チューブを生物学的適合の容器47に収容されたキャリアオイル層46の上に配置する。コントロール・チューブは、キャリアオイル46の自由表面に接するかあるいはその0mm〜3mm上に配置して良い。流動方向は、コントロール・チューブおよび不混和性の流体内で逆転され、サンプルおよび不混和性の流体はキャリアオイルの自由表面上に沈殿して、合成液体セルを生成する。図4Fを参照して、合成液体セル48が全て沈殿するとコントロール・チューブは新しい位置へ移動し、次の合成液体セルを沈殿する。
[0077] In another embodiment, referring to FIG. 4A, a synthetic liquid cell can be generated using the presented method and system. Referring to FIG. 4A, well plate 41 includes biological sample 42 at one or more locations (B1, B2, B3) and is covered by immiscible fluid 43. Control tube 44 holds a controllable pressure across the tube. In this mode of operation, a continuous pressure drop is retained in the tube, thereby collecting the immiscible fluid 43 in the tube as the tube moves into contact with the immiscible fluid 43. A lot of immiscible fluid 43 is collected in the tube. Referring to FIG. 4B, the control tube 44 changes shape to the biological sample 41 and collects many biological samples C1.
Referring to FIG. 4C, the control tube returns to the immiscible fluid layer and collects a lot of immiscible fluid. Following this, the control tube exits the fluid overlay and collects air before repeating the procedure at one of the same biological sample locations or a new biological sample location. Referring to FIG. 4D, the control tube is loaded with biological samples C1, C2, C3, immiscible fluid and void 45 separating the immiscible fluid and biological sample. Referring to FIG. 4E, a control tube is placed over the carrier oil layer 46 contained in the biocompatible container 47. The control tube may be in contact with the free surface of the carrier oil 46 or may be placed 0 mm to 3 mm above. The direction of flow is reversed in the control tube and the immiscible fluid, and the sample and immiscible fluid settle on the free surface of the carrier oil, creating a synthetic liquid cell. Referring to FIG. 4F, when all of the synthetic liquid cell 48 has settled, the control tube moves to a new position and precipitates the next synthetic liquid cell.

[0078] 合成液体セルの輸送
[0079] 別の実施形態では、図5を参照して、合成液体セル51は制御面53を使用する不混和性のキャリア流体52上で運ばれる。制御面53は、静電力を使用して不混和性の52の位置をコントロールする。制御面は荷電され、合成液体セルの外側の流体の隣接に運ばれ、電荷分離が生じる。例えば、制御面は大きな陽電荷を与えられ、不混和性の流体セル内の負に帯電したイオンが帯電体の方へ分離する。その結果は、極の電荷分離および帯電体への付着力である。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、ある
いは追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。
[0078] Transport of synthetic liquid cells
In another embodiment, referring to FIG. 5, the synthetic liquid cell 51 is carried on an immiscible carrier fluid 52 that uses a control surface 53. The control surface 53 controls the position of the immiscible 52 using electrostatic forces. The control surface is charged and is carried adjacent to the fluid outside the synthesis liquid cell, resulting in charge separation. For example, the control surface is given a large positive charge and the negatively charged ions in the immiscible fluid cell separate towards the charged body. The result is pole charge separation and adhesion to the charged body. This transport movement can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or to add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0080]別の実施形態において、FIG.6A を参照して、互いに不混和性のキャリア流体62の自由表面に置かれた合成液体セル61は制御面63を使用して輸送することができる。制御面63は、疎水性効果を使用して合成液体セル61の位置をコントロールする。疎水性表面は水性の基づいた媒体を押し戻し、しかしシリコーンベースの油脂は、表面を容易に湿らせ毛状の張力を使用するコントロールができる。制御面63を合成液体セル61と接触させると、合成液体セル61の外側の流体によって本体の表面に湿潤がもたらされる。その後、合成液体セルは、制御面63を移すことによりキャリア流体62上の位置へ輸送することができる。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、あるいは追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。   [0080] In another embodiment, referring to FIG. 6A, the synthetic liquid cell 61 placed on the free surface of the immiscible carrier fluid 62 can be transported using the control surface 63. The control surface 63 controls the position of the synthetic liquid cell 61 using a hydrophobic effect. Hydrophobic surfaces push back aqueous based media, but silicone-based fats can be easily moistened and controlled using hairy tension. When the control surface 63 is brought into contact with the synthetic liquid cell 61, the fluid outside the synthetic liquid cell 61 causes the surface of the main body to be wetted. The synthetic liquid cell can then be transported to a location on the carrier fluid 62 by moving the control surface 63. This transport movement can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or to add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0081] 別の実施形態では図7を参照して、不混和性のキャリア流体72上に置かれた合成液体セル71は、方向制御チューブ73を使用してその位置をコントロールできる。方向制御チューブ73はエアージェットを提供し、エアージェットは不混和性の71に当てられると、移送の抵抗力より大きな抵抗力を生成し、それによって管理された形でセル液を輸送する。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、あるいは追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。   [0081] In another embodiment, referring to FIG. 7, a synthetic liquid cell 71 placed on an immiscible carrier fluid 72 can be controlled in position using a directional control tube 73. Direction control tube 73 provides an air jet that, when applied to immiscible 71, produces a resistance greater than the resistance of the transport, thereby transporting the cell fluid in a controlled manner. This transport movement can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or to add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0082] 別の実施形態では、図8Aを参照して、不混和性のキャリア流体82に置かれた合成液体セル81は、基部84に付けられた疎水性突起83を使用して、一時的に固定できる。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、または追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。   [0082] In another embodiment, referring to FIG. 8A, a synthetic liquid cell 81 placed in an immiscible carrier fluid 82 uses a hydrophobic protrusion 83 attached to a base 84 to temporarily Can be fixed. This transport motion can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0083] 別の実施形態では、合成液体セルは静電力と疎水性効果の組合せを利用して移動させることがでる。図9Aおよび9Bを参照して、合成液体セル91は不混和性のキャリア流体92に置かれ、疎水性トラック93に接して置かれる。動的制御面94は、流体静力学の力を使用して規定された疎水性トラックに沿って合成液体セルを移動させる。さらに動的制御面94を使用して、疎水性円材から合成液体セルを分けて、かつ合成液体セルを独立にまたは別の疎水性位置へ移動させることができる。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、または追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。   [0083] In another embodiment, the synthetic liquid cell can be moved utilizing a combination of electrostatic forces and hydrophobic effects. With reference to FIGS. 9A and 9B, the synthetic liquid cell 91 is placed in an immiscible carrier fluid 92 and placed against the hydrophobic track 93. The dynamic control surface 94 moves the synthetic liquid cell along a defined hydrophobic track using hydrostatic forces. Furthermore, the dynamic control surface 94 can be used to separate the synthetic liquid cell from the hydrophobic circular material and to move the synthetic liquid cell independently or to another hydrophobic position. This transport motion can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0084] 別の実施形態では、疎水性円材は、部分的にキャリア流体に浸水している。   [0084] In another embodiment, the hydrophobic disc is partially immersed in the carrier fluid.

[0085] 別の実施形態では、多数の制御表面があって、個別の合成液体セルが独立に運動ができる。   [0085] In another embodiment, there are multiple control surfaces so that individual synthetic liquid cells can move independently.

[0086] 別の実施形態では、輸送運動は、疎水性効果を使用する動的制御の組合せである。合成液体セルは不混和性のキャリア流体に置かれ、疎水性トラックに接する。動的制御面は、疎水性効果を利用して規定された疎水性トラックに沿って合成液体セルを動かす。さらに動的制御面を使用して、合成液体セルを疎水性円材から分けて、かつ合成液体セルを独立にあるいは別の疎水性位置へ移動させることができる。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、または追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。   [0086] In another embodiment, the transport movement is a combination of dynamic control using hydrophobic effects. The synthetic liquid cell is placed in an immiscible carrier fluid and touches the hydrophobic track. The dynamic control surface moves the synthetic liquid cell along a hydrophobic track defined using the hydrophobic effect. Furthermore, the dynamic control surface can be used to separate the synthetic liquid cell from the hydrophobic circular material and move the synthetic liquid cell independently or to another hydrophobic position. This transport motion can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0087] 別の実施形態では、キャリア流体は連続的流動流体である、そして生じた運動量によってその流線に沿って合成液体セルを輸送する。別の実施形態では、キャリア流体運動量は、静的な疎水性表面によって支援され、それにそって合成液体セルが前進する。別の実施形態では、キャリア流体運動量は、動的な疎水性表面によって支援され、それにそって合成液体セルが輸送される。   [0087] In another embodiment, the carrier fluid is a continuously flowing fluid and transports the synthetic liquid cell along its streamline by the resulting momentum. In another embodiment, carrier fluid momentum is assisted by a static hydrophobic surface along which the synthetic liquid cell is advanced. In another embodiment, carrier fluid momentum is assisted by a dynamic hydrophobic surface along which the synthetic liquid cell is transported.

[0088] 他の方法が言及されないならば、合成液体セルに関する本明細書に開示されたいずれについてもおおむね、特に多重試料合成液体セルに適応する。   [0088] Unless otherwise noted, generally any of the disclosures herein relating to synthetic liquid cells are particularly applicable to multi-sample synthetic liquid cells.

[0089] 多数の試料を有する合成液体セルの生成
[0090] 実施形態の1つでは、図10A-10Fを参照して、合成液体セルが提示された方法およびシステムを使用して生成できる。図10Aを参照して、ウェルプレート41は1以上の位置(B101、B102、B103)に生物学的試料42を含んでおり、不混和性の流体43によって覆われる。コントロール・チューブ44はチューブを差し渡って制御可能な圧力を保持する。この動作モードで、連続的な圧力損失はチューブ内に保持され、それによって、コントロール・チューブ44が不混和性の流体43との接触するように移動する場合、不混和性の流体43をコントロール・チューブ44に回収する。多くの不混和性の流体43はチューブへ回収される。図10Bを参照して、コントロール・チューブ44は生物学的試料41に形を変えて、多くの生物学的試料C101を回収する。図10Cを参照して、コントロール・チューブは不混和性の流体層に戻り多くの不混和性の流体を回収する。これに続いて、コントロール・チューブは同じ生物学的試料で手続きを繰り返すか、またはまだ新しい生物学的試料位置で手続きを繰り返す前に流動性のオーバーレイ内にいながら移動する。その後、多重試料合成液体セルの不混和性の流体および生物学的試料を回収するのに続いて、コントロール・チューブは不混和性の油脂から出て、また新しい合成液体セルの手続きを繰り返す前に空気を回収する。図10Dを参照して、コントロール・チューブは多重試料合成液体セル用の生物学的試料C101、C102、C103および不混和性の流体が装填される。図10Eを参照して、コントロール・チューブを生物学的適合の容器47に収容されたキャリアオイル層46の上に配置する。コントロール・チューブは、キャリアオイル46の自由表面に接するかあるいはその0mm〜3mm上に配置して良い。流動方向は、コントロール・チューブおよび不混和性の流体内
で逆転され、サンプルおよび不混和性の流体はキャリアオイルの自由表面上に沈殿して、多重試料合成液体セルを生成する。図10Fを参照して、多重試料合成液体セル48が全て沈殿するとコントロール・チューブを新しい位置へ移動し、次の多重試料合成液体セルを沈殿させる。
[0089] Generation of a synthetic liquid cell with multiple samples
[0090] In one embodiment, with reference to FIGS. 10A-10F, a synthetic liquid cell can be generated using the presented method and system. Referring to FIG. 10A, well plate 41 includes biological sample 42 at one or more locations (B101, B102, B103) and is covered by immiscible fluid 43. Control tube 44 holds a controllable pressure across the tube. In this mode of operation, a continuous pressure drop is retained in the tube, thereby controlling the immiscible fluid 43 when the control tube 44 moves into contact with the immiscible fluid 43. Collect in tube 44. A lot of immiscible fluid 43 is collected in the tube. Referring to FIG. 10B, the control tube 44 changes shape to the biological sample 41 and collects many biological samples C101. Referring to FIG. 10C, the control tube returns to the immiscible fluid layer and collects a lot of immiscible fluid. Following this, the control tube repeats the procedure with the same biological sample or moves while still in the flowable overlay before repeating the procedure with a new biological sample location. Subsequently, following collection of the immiscible fluid and biological sample of the multi-sample synthetic liquid cell, the control tube can be removed from the immiscible oil and before repeating the new synthetic liquid cell procedure. Collect air. Referring to FIG. 10D, the control tube is loaded with biological samples C101, C102, C103 and an immiscible fluid for a multiple sample synthesis liquid cell. Referring to FIG. 10E, a control tube is placed over the carrier oil layer 46 contained in the biocompatible container 47. The control tube may be in contact with the free surface of the carrier oil 46 or may be placed 0 mm to 3 mm above. The direction of flow is reversed in the control tube and the immiscible fluid, and the sample and immiscible fluid precipitate on the free surface of the carrier oil, creating a multi-sample synthesis liquid cell. Referring to FIG. 10F, when all of the multi-sample synthesis liquid cell 48 has settled, the control tube is moved to a new position to precipitate the next multi-sample synthesis liquid cell.

[0091] 図11A-11Cを参照して、相互に不混和性のキャリア流体203の自由表面の1つ以上の位置(S1、S2)の生物学的試料201および1つ以上の位置(O1、O2)の相互に不混和性の流体セル202は制御面204を使用して組み合わせられる。制御面204は、静電力を使用して不混和性の流体セル202の位置をコントロールする。制御面は荷電され、不混和性の流動性のセル202の隣接に運ばれ、電荷分離が生じる。例えば、制御面204は大きな陽電荷を与えられ、不混和性の流体セル202内に負に帯電したイオンが帯電体の方へ分離する。その結果は、極の電荷分離および帯電体への付着力である。図11Bを参照して、合成液体セル205が1つ以上の位置(D1、D2)で生成される。制御面204は、静電力を使用して合成液体セル205の位置をコントロールする。図11Cを参照して、多重試料合成液体セル206は2つ以上の合成液体セルを融合して生成される。   [0091] Referring to FIGS. 11A-11C, biological sample 201 and one or more positions (O1, O2) at one or more positions (S1, S2) of the free surface of mutually immiscible carrier fluid 203 O 2) mutually immiscible fluid cells 202 are combined using control surface 204. The control surface 204 controls the position of the immiscible fluid cell 202 using electrostatic forces. The control surface is charged and carried adjacent to the immiscible flowable cell 202, resulting in charge separation. For example, the control surface 204 is given a large positive charge, and the negatively charged ions in the immiscible fluid cell 202 separate toward the charged body. The result is pole charge separation and adhesion to the charged body. Referring to FIG. 11B, a synthetic liquid cell 205 is generated at one or more positions (D1, D2). The control surface 204 controls the position of the synthetic liquid cell 205 using electrostatic force. Referring to FIG. 11C, a multiple sample synthesis liquid cell 206 is created by fusing two or more synthesis liquid cells.

[0092] 図12Aおよび12Bは、この方法から生まれる多重試料合成液体セルを示す画像である。この例において、2%の緑の色素および15マイクロリットルの不混和性の流体(フェニルメチルポリシロキサン)ー5%のポリソルベート添加剤を有するPD5油脂ーSPAN80(v/v)、を有する2.5マイクロリットルの蒸留水から構成される合成液体セルが生成された。第2の合成液体セルは同じ試薬で生成された。ただし蒸留水の中で2%の赤色染料は緑の色素の代わりに使用された。色は図中の灰色の異なる濃淡で区別できる。2つの合成液体セルは、疎水性表面(これらのイメージでは逆のV形をなす)を使用して融合され、疎水性円材上の安定化機能内に置かれた。   [0092] FIGS. 12A and 12B are images showing multiple sample synthesis liquid cells resulting from this method. In this example, 2.5 microliters with 2% green dye and 15 microliters of immiscible fluid (phenylmethylpolysiloxane)-PD5 oil with 5% polysorbate additive-SPAN80 (v / v) A synthetic liquid cell composed of distilled water was produced. A second synthetic liquid cell was produced with the same reagents. However, 2% red dye in distilled water was used instead of green pigment. The colors can be distinguished by different shades of gray in the figure. The two synthetic liquid cells were fused using a hydrophobic surface (in the opposite V shape in these images) and placed in a stabilizing function on the hydrophobic disc.

[0093] 別の実施形態では、図13A-13Cを参照して、コントロール・チューブ223内の生物学的試料220、および互に不混和性のキャリア流体222の自由表面に置かれた互に不混和性の流体セル221は、管状の制御面223の疎水性効果を利用して組み合わせることができる。制御チューブ223は、疎水性効果を使用して不混和性の流動性のセル221の位置をコントロールする。疎水性表面は水性ベースの媒体を押し戻す、しかしシリコーンベースの油脂は、表面を容易に湿潤させ毛状の張力を使用して制御ができる。図13Bを参照して、コントロール・チューブ223を不混和性の流動性のセル221と接触させると、不混和性の流体セル221によって本体表面に湿潤がもたらされる。その後生物学的試料220は放出されキャリア流体222上の不混和性の流体セル221と接触する。図13Bを参照して、合成液体セル224が生成される。図13Cを参照して、別の生物学的試料容積でこの手続きを繰り返すことによって、多重試料合成液体セル225が生成される。   [0093] In another embodiment, referring to FIGS. 13A-13C, the biological sample 220 in the control tube 223 and the mutual immiscible carrier fluid 222 placed on the free surface of the immiscible carrier fluid 222. The miscible fluid cells 221 can be combined using the hydrophobic effect of the tubular control surface 223. The control tube 223 controls the position of the immiscible flowable cell 221 using a hydrophobic effect. Hydrophobic surfaces push back aqueous-based media, but silicone-based fats can be easily wetted and controlled using hairy tension. Referring to FIG. 13B, when the control tube 223 is brought into contact with the immiscible flowable cell 221, the immiscible fluid cell 221 causes wetting to the body surface. The biological sample 220 is then released and contacts the immiscible fluid cell 221 on the carrier fluid 222. Referring to FIG. 13B, a synthetic liquid cell 224 is generated. Referring to FIG. 13C, a multi-sample synthesis liquid cell 225 is created by repeating this procedure with another biological sample volume.

[0094] 別の実施形態において、図14A および14Bを参照して、互いに不混和性のキャリア流体232の自由表面に置かれた互いに不混和性の流動性のセル231内の生物学的試料230は超音波面235を使用して再分できる。図14Bを参照して、多重試料合成液体セル236が生成される。   [0094] In another embodiment, referring to FIGS. 14A and 14B, a biological sample 230 in a mutually immiscible flowable cell 231 placed on the free surface of a mutually immiscible carrier fluid 232. Can be subdivided using the ultrasonic surface 235. Referring to FIG. 14B, a multiple sample synthesis liquid cell 236 is generated.

[0095] 図15Aおよび15Bは、図14Bのセル236のような多重試料合成液体セルを示す画像である。この例では、100マイクロリットルの蒸留水を、フェニルメチルポリシロキサンベースの油脂ー5%のポリソルベート添加剤を有するPD5ーSPAN80(v/v)、を含む500マイクロリットルの不混和性の流体セル内で攪拌した。図15Bは、生物学的試料用の2%の緑の色素を有する蒸留水を使用した。図15Aおよび15Bは20マイクロリットルの代表試料である。   [0095] FIGS. 15A and 15B are images showing a multiple sample synthesis liquid cell, such as cell 236 of FIG. 14B. In this example, 100 microliters of distilled water in a 500 microliter immiscible fluid cell containing phenylmethylpolysiloxane-based oil-PD5-SPAN80 (v / v) with 5% polysorbate additive. And stirred. FIG. 15B used distilled water with 2% green pigment for biological samples. Figures 15A and 15B are representative samples of 20 microliters.

[0096] 別の実施形態では、多数の異なる試料標的からなる多重試料の合成液体セルは生成される。図16を参照して、4つの異なる試料標的が、多数の内部試料標的を備えた単一の多重試料合成液体セルとしてともに安定に乳化され組み合わせられる。4つの個々の合成液体セルが、緑の色素2%、青い色素2%、黄色染料5%の10マイクロリットルの蒸留水および無色素のフェニルメチルポリシロキサンベースの油脂ー5%のポリソルベート添加剤のPD5ーSPAN80(v/v)から構成される500マイクロリットルの不混和性の流体セルか生成された。乳化に続いて、合成液体セルは融合された。図16を参照されたい。図16から明らかなように、無色素水試料が、着色水試料によって汚染されることはなく、それは多重試料合成液体セル内で試料間の転移がないことを示している。様々な色は灰色の異なる濃淡で区別できる。   [0096] In another embodiment, a multi-sample synthetic liquid cell consisting of a number of different sample targets is generated. Referring to FIG. 16, four different sample targets are stably emulsified and combined together as a single multiple sample synthesis liquid cell with multiple internal sample targets. Four individual synthetic liquid cells consist of 2% green dye, 2% blue dye, 5% yellow dye, 10 microliters of distilled water and dye-free phenylmethylpolysiloxane-based oil and 5% polysorbate additive. A 500 microliter immiscible fluid cell composed of PD5-SPAN80 (v / v) was produced. Following emulsification, the synthetic liquid cell was fused. See FIG. As is apparent from FIG. 16, the dye-free water sample is not contaminated by the colored water sample, indicating that there is no sample-to-sample transfer within the multi-sample synthesis liquid cell. Different colors can be distinguished by different shades of gray.

[0097] 別の実施形態では、図17Aおよび17Bを参照して、相互に不混和性のキャリア流体242の自由表面に位置する相互に不混和性の流体セル240および2以上の生物学的試料241は、方向制御チューブ243を使用して混合させられる。方向制御チューブ243はエアージェットを供給し、エアージェットは試料241に当てられると、移送の抵抗力より大きな抵抗力を生成し、それによって管理された形でバッファー液240および試料液241を輸送する。図17Bを参照すると、結果として生じる多重試料合成液体セル244が生成される。   [0097] In another embodiment, referring to FIGS. 17A and 17B, a mutually immiscible fluid cell 240 and two or more biological samples located on the free surface of a mutually immiscible carrier fluid 242 241 is mixed using a directional control tube 243. The direction control tube 243 supplies an air jet, and when the air jet is applied to the sample 241, it generates a resistance greater than the resistance of the transfer, thereby transporting the buffer solution 240 and the sample solution 241 in a controlled manner. . Referring to FIG. 17B, the resulting multi-sample synthesis liquid cell 244 is generated.

[0098] 多数の試料の合成液体セルの輸送
[0099] さらに、合成液体セル(例えば上に議論されたもの)を輸送する一般法はすべて、多重試料合成液体セルにも適用できる。
[0098] Transport of a synthetic liquid cell of multiple samples
[0099] Furthermore, all general methods of transporting synthetic liquid cells (eg, those discussed above) are also applicable to multi-sample synthetic liquid cells.

[00100] 図18A-18Cを参照して、図6A〜6Cに参照して説明されるように、相互に不混和性のキャリア流体262の自由表面に置かれた多重試料合成液体セル261は疎水性制御面263がある装置を使用して輸送することができる。   [00100] Referring to FIGS. 18A-18C, a multiple sample synthesis liquid cell 261 placed on the free surface of a mutually immiscible carrier fluid 262 is hydrophobic as described with reference to FIGS. 6A-6C. It can be transported using a device with a sex control surface 263.

[00101] 別の実施形態では、制御面は、部分的にキャリア流体に浸水している。図19Aおよび19Bを参照して、不混和性のキャリア293の自由表面に置かれた多重試料合成液体セル290は、2つの疎水性円材291間に閉じ込められる。疎水性円材291にはその内部に安定化機能292がある。図19Aの中で示されるように、これらの機能は合成液体セル内の試料をコントロールするために使用される。また図19Bの中で示されるように、疎水性円材はキャリア流体293に沿って移動させることができ、多重試料合成液体セル290を安定に輸送する。   [00101] In another embodiment, the control surface is partially submerged in the carrier fluid. Referring to FIGS. 19A and 19B, a multiple sample synthesis liquid cell 290 placed on the free surface of an immiscible carrier 293 is confined between two hydrophobic circular members 291. The hydrophobic circular material 291 has a stabilizing function 292 inside thereof. As shown in FIG. 19A, these functions are used to control the sample in the synthetic liquid cell. Also, as shown in FIG. 19B, the hydrophobic circular material can be moved along the carrier fluid 293 and stably transports the multi-sample synthesis liquid cell 290.

[0101] 別の実施形態では、図20を参照してまた図5に関して説明されるように、多重試料合成液体セル251は静電力を使用するデバイス制御面253によって、不混和性のキャリア流体252上で輸送される。   [0101] In another embodiment, as described with reference to FIG. 20 and with respect to FIG. 5, the multi-sample synthesis liquid cell 251 has an immiscible carrier fluid 252 with a device control surface 253 that uses electrostatic forces. Transported above.

[0102] 別の実施形態では、図21を参照してまた図7に関して説明されるように、不混和性のキャリア流体272に置かれた合成液体セル271は、エアージェットを備える方向制御チューブ273を使用してその位置がコントロールされる。   [0102] In another embodiment, the synthetic liquid cell 271 placed in the immiscible carrier fluid 272, as described with reference to FIG. 21 and with respect to FIG. 7, is a directional control tube 273 with an air jet. Is used to control its position.

[0103] 別の実施形態では、図22を参照して、図8に関して説明されるように、不混和性のキャリア流体282に置かれた多重試料合成液体セル281は、基部284へ付けられた疎水性突起283を使用して一時的に固定することができる。   [0103] In another embodiment, referring to FIG. 22, a multiple sample synthesis liquid cell 281 placed in an immiscible carrier fluid 282 is attached to a base 284, as described with respect to FIG. Hydrophobic protrusions 283 can be used to temporarily fix.

[0104] 合成液体セルを備えた多重試料の内部コントロール
[0105] 1つの実施形態では、多重試料合成液体セルを有する備えた内部試料は2D分析用に配置できる。図23を参照して、大きな試料ボリュームを合成液体セル加えることができて中心に配置され、その結果源合成液体セル試料は環状に配置され分析される。2%の緑色素の100マイクロリットルの蒸留水を、フェニルメチルポリシロキサンベースの油脂ー5%のポリソルベート添加剤を有するPD5ーSPAN80(v/v)、を含む500マイクロリットルの不混和性の流体セル内で攪拌した。20マイクロリットルの代表試料は分けられ、そしてほぼ10リットル程度の無着色の水試料は、合成液体セルの中心へピペットで移された。結果として生じる構造は、図23に示される。
[0104] Internal control of multiple samples with synthetic liquid cell
[ 0105] In one embodiment, an internal sample with multiple sample synthesis liquid cells can be arranged for 2D analysis. Referring to FIG. 23, a large sample volume can be added to the synthesis liquid cell and placed in the center so that the source synthesis liquid cell sample is placed in a ring and analyzed. 500 microliters of immiscible fluid containing 100 microliters of distilled water of 2% green pigment, PD5-SPAN80 (v / v) with a phenylmethylpolysiloxane-based oil and 5% polysorbate additive Stir in the cell. A representative sample of 20 microliters was divided and an uncolored water sample of approximately 10 liters was pipetted into the center of the synthesis liquid cell. The resulting structure is shown in FIG.

[0106] 1つの実施形態では、多重試料合成液体セルの内部試料は収着質添加剤を使用して再結合させられる。ポリソルベート添加剤の例はSPAN80およびトゥイーン20であるが、これらに制限されるわけではない。流体を封じ込めたバッファー内のこれらの添加剤は、0.001%と10%との間にある。   [0106] In one embodiment, the internal sample of a multiple sample synthesis liquid cell is recombined using a sorbent additive. Examples of polysorbate additives are SPAN80 and Tween 20, but are not limited to these. These additives in the buffer containing the fluid are between 0.001% and 10%.

[0107] 安定化用の機械的な機能
[0108] 図24A-24Dを参照して、相互に不混和性のキャリア流体313の自由表面に置かれた、不混和性のバッファー流体312にカプセル化された標的試料311から構成される合成液体セルは、安定に疎水性表面314に配置される。疎水性表面314は、相互に不混和性のキャリア流体313上に、あるいはその内部に置かれる。局所的な安定化機能315を備えた疎水性表面314は、合成液体セルの位置をコントロールする。安定化機能によって、合成液体セル内および不混和性のキャリア流体に置かれる生物学的試料の生成および/または位置コントロール、および/または移動コントロール、および/または混合、および/または分割、および/または処理ができる。
[0107] Mechanical functions for stabilization
[0108] Referring to FIGS. 24A-24D, a synthetic liquid composed of a target sample 311 encapsulated in an immiscible buffer fluid 312 placed on the free surface of a mutually immiscible carrier fluid 313 The cell is stably placed on the hydrophobic surface 314. Hydrophobic surface 314 is placed on or within the mutually immiscible carrier fluid 313. A hydrophobic surface 314 with local stabilization function 315 controls the position of the synthetic liquid cell. Stabilization function allows generation and / or position control and / or movement control and / or mixing and / or splitting and / or splitting of biological samples placed in synthetic liquid cells and in immiscible carrier fluids Can be processed.

[0109]図24Bを参照して 1つの実施形態中で、合成液体セルは相互に不混和性のキャリア流体303の自由表面に置かれた、約12マイクロミクロのリットルの不混和性のバッファー302にカプセル化された、約1.7マイクロリットルの標的試料301を含み、逆のV字形の表面304を持つ疎水性機能404に安定に配置される。疎水性表面は、相互に不混和性のキャリア流体303上にまたはその内部に置かれる。局所的な安定化機能を備えた疎水性の機構または表面304は、合成液体セルの位置をコントロールする。1つの実施形態では、安定化機能は、2.5mmの切羽深さおよび1.5mmの厚さで45度の切込である。これはマイクロリットルのサイズの合成液体セルをコントロールするのに使用される。図24Cを参照すると実施形態の底部平面が示されている。図24Dを参照すると、以前に記述された実施形態がキャリア液保存用の囲壁を有するハウジング305と共に示されている。   [0109] Referring to FIG. 24B, in one embodiment, the synthetic liquid cell is placed on the free surface of a mutually immiscible carrier fluid 303, about 12 micromicroliters of immiscible buffer 302. Encapsulated in a hydrophobic feature 404 containing approximately 1.7 microliters of target sample 301 and having an inverted V-shaped surface 304. The hydrophobic surface is placed on or within the mutually immiscible carrier fluid 303. A hydrophobic mechanism or surface 304 with local stabilization functions controls the position of the synthetic liquid cell. In one embodiment, the stabilization function is a 45 degree cut with a face depth of 2.5 mm and a thickness of 1.5 mm. This is used to control a synthetic liquid cell of microliter size. Referring to FIG. 24C, the bottom plane of the embodiment is shown. Referring to FIG. 24D, a previously described embodiment is shown with a housing 305 having an enclosure for storing carrier liquid.

[0110] 図25A-25Dを参照すると、安定化機能には指定の応用に適合した多数のパラメーターがある。これらのパラメーターのうちの2つは機能形および機能膜厚を表す。機能形状は、内部試料321の全体の大きさおよび位置コントロールに影響を及ぼす。図25Aを参照して、逆の「V」形の安定化機能324は、図解されるように接点がAおよびBである内部試料321の位置をコントロールする。図25Bを参照して、曲線状の安定化機能325は、試料の内部位置についてあまりコントロールをしない。様々な形によって、化カプセル化バッファー流体322対する内部試料321の合成液体セルの比率をカスタム化できる。典型的には、円弧形状は、カプセル化流体比率に対して大きな試料容積を達成し、無感染試料を維持できる。図25Cを参照して、安定化機能膜厚Cは合成液体セルの安定化へ効果があり、応用へのカスタム化ができる。より大きな厚さ(典型的には合成液体セル直径の50%より大きめの厚さ)については、安定化特性は改善しない。合成液体セルの停留のコントロールあるいは処理については、5%〜50%の範囲中の厚さは、自由キャリア表面323上の合成液体セルの安定化に十分である。安定化機能はキャリア流体上に、またはそのキャリア流体内に置かれる。図25Dを参照して、安定化機能は、合成液体セル内で不混和性のキャリア流体上に置かれる生物学的試料の、合成液体セル生成、および/または位置コントロール、および/または移動コントロール、および/または混合、および/または分割、および/または処理が次第に弱められる。   [0110] Referring to FIGS. 25A-25D, the stabilization function has a number of parameters adapted to the specified application. Two of these parameters represent functional form and functional film thickness. The functional shape affects the overall size and position control of the internal sample 321. Referring to FIG. 25A, an inverted “V” shaped stabilization function 324 controls the position of the internal sample 321 with contacts A and B as illustrated. Referring to FIG. 25B, the curvilinear stabilization function 325 has less control over the internal location of the sample. Various shapes can customize the ratio of the synthetic liquid cell of the internal sample 321 to the encapsulated buffer fluid 322. Typically, the arc shape achieves a large sample volume relative to the encapsulated fluid ratio and can maintain an uninfected sample. Referring to FIG. 25C, the stabilization function film thickness C is effective in stabilizing the synthetic liquid cell, and can be customized to the application. For larger thicknesses (typically greater than 50% of the synthetic liquid cell diameter), the stabilization properties do not improve. For control or treatment of synthetic liquid cell retention, a thickness in the range of 5% to 50% is sufficient to stabilize the synthetic liquid cell on the free carrier surface 323. The stabilizing function is placed on or in the carrier fluid. With reference to FIG. 25D, the stabilization function is a synthetic liquid cell generation and / or position control and / or movement control of a biological sample placed on an immiscible carrier fluid within the synthetic liquid cell, And / or mixing and / or splitting and / or processing is gradually weakened.

[0111] 図26を参照して、不混和性のキャリア流体332に置かれた合成液体セル331は、配置機能334を備えた2つの疎水性表面333の間に位置する。安定化機能によって、合成液体セル内で不混和性のキャリア流体上に置かれる生物学的試料の生成、および/または位置コントロール、および/または移動コントロール、および/または混合、および/または分割、および/または処理ができる。   Referring to FIG. 26, a synthetic liquid cell 331 placed in an immiscible carrier fluid 332 is located between two hydrophobic surfaces 333 with a placement feature 334. Stabilization function enables the generation and / or position control and / or movement control and / or mixing and / or splitting of biological samples placed on immiscible carrier fluids in the synthetic liquid cell / Or can be processed.

[0112] 図28を参照すると、不連続な合成液体セルのネットワークが生成できる。   [0112] Referring to FIG. 28, a network of discontinuous synthetic liquid cells can be generated.

[0113] 力学的な機能を備えた合成液体セルの生成
[0114] 例えば、以前に図4A-Dに記述されるように、合成液体セルは生成できる。図27Aを参照して、コントロール・チューブを生物学的適合の容器47に収容されたキャリアオイル層46の上に配置する。コントロール・チューブは、キャリアオイル46の自由表面に接するかあるいはその0mm〜3mm上に配置して良い。流動方向は、疎水性の円材上349の安定化機能において、コントロール・チューブおよび不混和性の流体内で逆転され、試料および不混和性の流体はキャリアオイルの自由表面上に沈殿して、合成液体セルを生成する。図27Bを参照して、合成液体セル48が全て沈殿するとコントロール・チューブを疎水性の円材上349に沿って新しい位置へ移動し、安定化機能で次の合成液体セルを沈殿する。
[0113] Generation of synthetic liquid cells with mechanical functions
[0114] For example, a synthetic liquid cell can be created as previously described in FIGS. 4A-D. Referring to FIG. 27A, a control tube is placed over a carrier oil layer 46 contained in a biocompatible container 47. The control tube may be in contact with the free surface of the carrier oil 46 or may be placed 0 mm to 3 mm above. The direction of flow is reversed within the control tube and immiscible fluid in the stabilizing function of 349 on the hydrophobic disc, and the sample and immiscible fluid precipitates on the free surface of the carrier oil, Create a synthetic liquid cell. Referring to FIG. 27B, when all of the synthetic liquid cell 48 is settled, the control tube is moved to a new position along the hydrophobic circular material 349, and the next synthetic liquid cell is precipitated by the stabilizing function.

[0115] 別の実施形態では、安定化機能を備えた2つ以上の疎水性表面を使って合成液体セルの位置をコントロールする。疎水性円材上の安定化機能を利用して管理された不連続な位置で合成液体セルの生成が可能になり、したがって試料トラッキングおよび/またはオートメーションおよび/またはプロセス制御が改善する。   [0115] In another embodiment, two or more hydrophobic surfaces with stabilizing functions are used to control the position of the synthetic liquid cell. Synthetic liquid cells can be generated at discrete locations managed utilizing the stabilizing function on the hydrophobic circular material, thus improving sample tracking and / or automation and / or process control.

[0100] 力学的な機能を備えた合成液体セルの輸送
[0116]幾つかの実施形態において、FIG.29 を参照して、互いに不混和性のキャリア流体362の自由表面に置かれた合成液体セルは制御面363を使用して輸送できる。制御面363は、疎水性効果を使用して合成液体セル361の位置をコントロールする。疎水性表面は水性ベースの媒体を押し戻し、しかしシリコーンベースの油脂は、表面を容易に湿潤させ毛状の張力を使用してコントロールができる。制御面363を合成液体セル361と接触させると、合成液体セル361の外側の流体によって本体の表面に湿潤がもたらされる。その後、合成液体セルは、制御面363を移すことによりキャリア流体362上の位置へ輸送することができる。この輸送運動を使用して、1つ以上の合成液体セルを融合させるか、または追加の生物学的試料を合成液体セルに加えることができる。
[0100] Transport of synthetic liquid cells with mechanical functions
[0116] In some embodiments, referring to FIG. 29, synthetic liquid cells placed on the free surfaces of mutually immiscible carrier fluids 362 can be transported using the control surface 363. The control surface 363 controls the position of the synthetic liquid cell 361 using a hydrophobic effect. Hydrophobic surfaces push back aqueous-based media, but silicone-based oils can be easily wetted and controlled using hairy tension. When the control surface 363 is in contact with the synthetic liquid cell 361, the fluid on the outside of the synthetic liquid cell 361 causes the surface of the main body to be wetted. The synthetic liquid cell can then be transported to a location on the carrier fluid 362 by moving the control surface 363. This transport motion can be used to fuse one or more synthetic liquid cells or add additional biological samples to the synthetic liquid cell.

[0117] 別の実施形態において、図.30Aおよび図30Bを参照して、互いに不混和性のキャリア流体372の自由表面に371置かれた合成液体セルのアレーは制御面373を使用して輸送できる。制御面373は、疎水性効果を使用して合成液体合成液体セル371の位置をコントロールする。疎水性表面は水性の基づいた媒体を押し戻す、しかしシリコーンベースの油脂は、表面を容易に湿潤させ毛状の張力を使用してコントロールができる。制御面373は最大で試料直径の0.5倍の長さで分離され試料位置限界を保証する。その後、合成液体セルアレー371は、制御面373を並進させてキャリア流体372上の位置へ輸送することができる。安定化機能を備えたこの輸送運動を使って合成液体セルは個々に処理することができ、試料の離散的な位置および/または安定化機能位置の基準の正確さを保証する。この実施形態によって管理されない結合および/または試料の損失を防ぐ。   [0117] In another embodiment, referring to FIGS. 30A and 30B, an array of synthetic liquid cells 371 placed on the free surfaces of immiscible carrier fluids 372 is transported using control surface 373. it can. The control surface 373 controls the position of the synthetic liquid synthetic liquid cell 371 using a hydrophobic effect. Hydrophobic surfaces push back aqueous based media, but silicone-based fats can be easily wetted and controlled using hairy tension. The control surface 373 is separated by a maximum of 0.5 times the sample diameter to ensure the sample position limit. The synthetic liquid cell array 371 can then be transported to a position on the carrier fluid 372 with the control surface 373 translated. Using this transport movement with stabilization function, the synthetic liquid cell can be processed individually, ensuring the accuracy of the discrete position of the sample and / or the reference of the stabilization function position. Prevent binding and / or sample loss that is not managed by this embodiment.

[0101] 合成液体セル・ネットワーク
[0118] 図31を参照して、合成液体セル・ネットワークは、接続領域382を備えた少なくとも2つの安定化部位381から成りたっている。各安定化部位によって、合成液体セル384内にかつ不混和性のキャリア流体385に置かれる生物学的試料383の生成、および/または位置コントロール、および/または移動コントロール、および/または混合、および/または分割、および/または処理ができる。
[0101] Synthetic liquid cell network
[0118] Referring to FIG. 31, the synthetic liquid cell network consists of at least two stabilization sites 381 with connecting regions 382. Each stabilization site generates, and / or controls, and / or controls, and / or mixes, and / or controls the biological sample 383 that is placed in the synthetic liquid cell 384 and in the immiscible carrier fluid 385. Or it can be split and / or processed.

[0119] 図32A〜32Fを参照するいくつかの実施形態では、合成液体セル・ネットワークを使って合成液体セルを輸送する。図32Aを参照して、キャリアオイル392上の合成液体セル391は安定化機能393を備えた1セットの疎水性円材とともに設置される。図32Bを参照して、コントロール・チューブ394は合成液体セル391が移動される位置の部位でまたはその部位内に配置される。コントロール・チューブ394はキャリア流体392の自由表面上に配置され、不混和性のカプセル化バッファー流体395を注入し始める。図32Cを参照して、カプセル化流体395はネットワークを通って移動し、合成液体セル391と融合する。コントロール・チューブ394は止められ、流動方向は逆転する。
図32Dを参照して、合成液体セルはオリジナルの安定化機能位置から新しい規定された位置に移動する。図32Eを参照して、合成液体セルが新しい位置にある場合、コントロール・チューブ394内のフローは停止させられ取り除かれる。図32Fを参照して、合成液体セルは処理をする新しい位置に運ばれる。
[0119] In some embodiments with reference to FIGS. 32A-32F, a synthetic liquid cell network is transported using a synthetic liquid cell network. Referring to FIG. 32A, the synthetic liquid cell 391 on the carrier oil 392 is installed with a set of hydrophobic circular members with a stabilizing function 393. Referring to FIG. 32B, the control tube 394 is disposed at or in a position where the synthetic liquid cell 391 is moved. Control tube 394 is placed on the free surface of carrier fluid 392 and begins to inject immiscible encapsulation buffer fluid 395. Referring to FIG. 32C, encapsulated fluid 395 moves through the network and fuses with synthetic liquid cell 391. The control tube 394 is stopped and the flow direction is reversed.
Referring to FIG. 32D, the synthetic liquid cell moves from the original stabilizing function position to the new defined position. Referring to FIG. 32E, when the synthetic liquid cell is in a new position, the flow in the control tube 394 is stopped and removed. Referring to FIG. 32F, the synthetic liquid cell is brought to a new location for processing.

[0120] 別の実施形態では、2つ以上の合成液体セルはカプセル化バッファー流体を射出および回収を同時に制御して運ばれる。   [0120] In another embodiment, two or more synthetic liquid cells are carried with the encapsulated buffer fluid in controlled ejection and collection simultaneously.

[0121] 別の実施形態では、図33A-33Eを参照して、合成流体ネットワークを使って2つの合成液体セルを輸送し融合する。図33Aを参照して、キャリア流体402上の合成液体セル401は疎水性構造403内にある。図33Bを参照して、不混和性のカプセル化バッファー流体404はコントロール位置405のキャリア流体402上に注入される。図33Cを参照して、不混和性のカプセル化バッファー流体404はネットワークを通って移動し、合成液体セル401と融合する。不混和性のカプセル化バッファー流体404の注入が停止させられる。図33Dを参照して、不混和性のカプセル化バッファー流体404は、オリジナルの位置から新しい位置へ移動する内部試料と共に、コントロール位置405から回収される。図33Eを参照して、試料が新しい位置にある場合、不混和性のカプセル化バッファー流体404の流れはコントロール位置405で停止する。試料は融合し単一の試料合成液体セルを生じる。制御面、キャリアオイルおよび空気界面によって束縛されている複雑なカプセル化油脂界面の形成は、カプセル化油脂/空気界面の表面積に比例する自由表面エネルギーによって支配される。カプセル化油脂を制御されて回収されると、システムは表面積を最小化させカプセル化油脂がネットワーク端から等しく除去される。ネットワークの端からのこの境界面の縮小は、さらに内包されている水性の飛沫を輸送する。   [0121] In another embodiment, referring to FIGS. 33A-33E, a synthetic fluid network is used to transport and fuse two synthetic liquid cells. Referring to FIG. 33A, the synthetic liquid cell 401 on the carrier fluid 402 is in the hydrophobic structure 403. Referring to FIG. 33B, immiscible encapsulation buffer fluid 404 is injected over carrier fluid 402 at control location 405. Referring to FIG. 33C, immiscible encapsulation buffer fluid 404 moves through the network and fuses with synthetic liquid cell 401. Injection of immiscible encapsulation buffer fluid 404 is stopped. Referring to FIG. 33D, immiscible encapsulation buffer fluid 404 is withdrawn from control position 405 with the internal sample moving from the original position to the new position. Referring to FIG. 33E, the immiscible encapsulation buffer fluid 404 flow stops at the control position 405 when the sample is in the new position. Samples fuse to form a single sample synthesis liquid cell. The formation of complex encapsulated oil interfaces that are constrained by the control surface, carrier oil and air interface is governed by free surface energy proportional to the surface area of the encapsulated oil / air interface. When the encapsulated oil is controlled and recovered, the system minimizes the surface area and the encapsulated oil is equally removed from the network edge. This reduction of the interface from the edge of the network transports more encapsulated aqueous droplets.

[0122] 図34Aは、2つの合成液体セルを備えた合成流体ネットワークの写真である。この写真の合成液体セルは、2.5マイクロリットルの試料(1つの試料は赤く染色されもう一つは青を染色されている)容積の蒸留水を含む。カプセル化バッファー流体は、不混和性の流体フェニルメチルポリシロキサンー不混和性のフルオロ炭酸塩化キャリア上のPD5油脂ーFC40である。疎水性円材は、PTFEベースの材料でキャリア流体と空気との界面に置かれる。安定化機能は、最大幅約2mmで角度約45度の次元持つ。   [0122] FIG. 34A is a photograph of a synthetic fluid network comprising two synthetic liquid cells. The synthetic liquid cell in this photograph contains a volume of 2.5 microliters of distilled water (one sample stained red and the other stained blue). The encapsulation buffer fluid is PD5 oil-FC40 on an immiscible fluid phenylmethylpolysiloxane-immiscible fluorocarbonation carrier. The hydrophobic circular material is a PTFE-based material and is placed at the interface between the carrier fluid and air. The stabilization function has a maximum width of about 2mm and an angle of about 45 degrees.

[0123] 図34Bは、単一の内部試料を備えた単一の合成液体セルを示す。これは以前に記述された方法による以前の2つの合成液体セル・試料容積を融合した結果である。   [0123] FIG. 34B shows a single synthetic liquid cell with a single internal sample. This is the result of fusing the previous two synthetic liquid cells and sample volumes by the previously described method.

[0124] 図35A-35Cおよび36A-36Eを参照して、カプセル化流体は添加物を有し、また合成液体セル(複数)を融合すると多重試料合成液体セルを生じる。   [0124] Referring to FIGS. 35A-35C and 36A-36E, the encapsulated fluid has additives and fusing the synthesis liquid cell (s) results in a multi-sample synthesis liquid cell.

[0125] 合成液体セル・ネットワークの例は本明細書に概説されるが、これらに制限される訳ではない;図37A-37Cを参照すると、2段階で4つの合成液体セルを融合する合成液体セル・ネットワークである。図37Bを参照して、隣接した安定化機能の合成液体セルが最初に融合する。図37Cを参照して、残存する合成液体セル試料は融合して単一の合成液体セルを生じる。   [0125] Examples of synthetic liquid cell networks are outlined herein, but are not limited thereto; referring to FIGS. 37A-37C, synthetic liquids that fuse four synthetic liquid cells in two stages It is a cell network. Referring to FIG. 37B, adjacent stabilizing function synthetic liquid cells are fused first. Referring to FIG. 37C, the remaining synthetic liquid cell samples are fused to produce a single synthetic liquid cell.

[0126] 図38A-38Gを参照すると、別の例は、5段階で32の合成液体セルを融合するネットワークである。図38Aを参照して、合成液体セル装てんに先立つ疎水性円材とキャリアオイルのネットワークである。図38Bを参照して、合成液体セルは合成流体ネットワークの外側の位置に装填される。図38Cを参照して、隣接する安定化機能の合成液体セルは、不混和性のバッファーカプセル化流体の注入/回収プロセスを使用して融合される図38D(合成液体セル処理の第2段階)を参照して、隣接する安定化機能の合成液体セルは、不混和性のバッファーカプセル化流体の注入/回収プロセスを使用して融合される。合成液体セルは、現在初めに沈殿した合成液体セルのうちの4つを含む。図38E(合成液体セル処理の第3段階)参照して、隣接する安定化機能の合成液体セルは、不混和性のバッファーカプセル化流体の注入/回収プロセスを使用して融合される。合成液体セルは、現在初めに沈殿した合成液体セルのうちの8つを含む。図38F(合成液体セル処理の第4段階)を参照して、隣接する安定化機能の合成液体セルは、不混和性のバッファーカプセル化流体の注入/引き出しプロセスを使用して融合される。合成液体セルは、現在初めに沈殿した合成液体セルのうちの16つを含む。図38G(合成液体セル処理の第5段階)を参照して、隣接する安定化機能の合成液体セルは、不混和性のバッファーカプセル化流体の注入/引き出しプロセスを使用して融合される。合成液体セルは、現在初めに沈殿した合成液体セルの全て32個を含む。各段階で、合成液体セルの生物学的処理が遂行される。これらのプロセスは以下を含むが、それらに制限される訳でない;ポリメラーゼ連鎖反応、および/または熱サイクル、および/または恒温の増幅、および/または光学的分析、および/または試薬の追加。   [0126] Referring to FIGS. 38A-38G, another example is a network that fuses 32 synthetic liquid cells in five stages. Referring to FIG. 38A, a network of hydrophobic circular material and carrier oil prior to loading the synthetic liquid cell. Referring to FIG. 38B, the synthesis liquid cell is loaded at a location outside the synthesis fluid network. Referring to FIG. 38C, adjacent stabilizing function synthetic liquid cells are fused using an immiscible buffer-encapsulated fluid injection / recovery process. FIG. 38D (second stage of synthetic liquid cell processing) Referring to FIG. 5, adjacent stabilizing function synthetic liquid cells are fused using an immiscible buffer-encapsulated fluid injection / recovery process. Synthetic liquid cells now include four of the first synthetic liquid cells that have precipitated. Referring to FIG. 38E (Stage 3 of Synthetic Liquid Cell Processing), adjacent stabilizing function synthetic liquid cells are fused using an immiscible buffer-encapsulated fluid injection / recovery process. Synthetic liquid cells currently contain eight of the synthetic liquid cells that were initially precipitated. Referring to FIG. 38F (Fourth Stage of Synthetic Liquid Cell Processing), adjacent stabilizing function synthetic liquid cells are fused using an immiscible buffer encapsulated fluid injection / withdrawal process. Synthetic liquid cells now include 16 of the first synthetic liquid cells that have precipitated. Referring to FIG. 38G (Fifth Stage of Synthetic Liquid Cell Processing), adjacent stabilizing function synthetic liquid cells are fused using an immiscible buffer-encapsulated fluid injection / withdrawal process. The synthesis liquid cell now contains all 32 of the synthesis liquid cells that were initially precipitated. At each stage, biological processing of the synthetic liquid cell is performed. These processes include, but are not limited to: polymerase chain reaction, and / or thermal cycling, and / or isothermal amplification, and / or optical analysis, and / or addition of reagents.

[0127] 別の実施形態では、図41A-41Dを参照して、合成流体ネットワークは不混和性のカプセル化バッファー流体を注入する方法を使用して生成される。図41Aを参照して、標的試料はキャリア流体上の疎水性円材のネットワーク内に投薬される。図41Bを参照して、不混和性のカプセル化バッファー流体はキャリア流体上に注入される。図41Cを参照すると、不混和性のカプセル化バッファー流体は試料容積を疎水性円材の安定化機能内にカプセル化した。図41Dを参照すると、合成流体ネットワークの1つの実施形態が示される。   [0127] In another embodiment, referring to FIGS. 41A-41D, a synthetic fluid network is generated using a method of injecting an immiscible encapsulation buffer fluid. Referring to FIG. 41A, a target sample is dispensed into a network of hydrophobic discs on a carrier fluid. Referring to FIG. 41B, an immiscible encapsulation buffer fluid is injected over the carrier fluid. Referring to FIG. 41C, the immiscible encapsulation buffer fluid encapsulated the sample volume within the stabilizing function of the hydrophobic disc. Referring to FIG. 41D, one embodiment of a synthetic fluid network is shown.

[0128] 図42A-42Dを参照して、別の実施形態では、合成流体ネットワークは疎水性制御面を持ちキャリア流体上の不混和性のカプセル化バッファー流体ネットワーク経路をコントロールする。図42Aを参照すると、不混和性のカプセル化バッファー流体内の個々別々の安定化機能での2つの試料を備えた合成流体ネットワークである。図42Bを参照して、疎水性制御面を使用して、キャリア流体経路を維持しながら不混和性のカプセル化バッファー流体を剪断する。図42Cを参照して、不混和性のカプセル化バッファー流体は回収できる。図42Dを参照して、2つの個々別々の合成液体セルが生成される。さらにこの方法を使用して、合成流体ネットワークを通り合成液体セルを前進させ、かつ/または合成流体ネットワーク内の他のプロセスから合成液体セルを分離する。   [0128] Referring to FIGS. 42A-42D, in another embodiment, the synthetic fluid network has a hydrophobic control surface to control the immiscible encapsulated buffer fluid network path on the carrier fluid. Referring to FIG. 42A, a synthetic fluid network with two samples with separate stabilization functions within an immiscible encapsulation buffer fluid. Referring to FIG. 42B, a hydrophobic control surface is used to shear the immiscible encapsulation buffer fluid while maintaining the carrier fluid pathway. Referring to FIG. 42C, the immiscible encapsulation buffer fluid can be recovered. Referring to FIG. 42D, two individual separate synthetic liquid cells are generated. Further, the method is used to advance the synthetic liquid cell through the synthetic fluid network and / or separate the synthetic liquid cell from other processes in the synthetic fluid network.

[0129] 合成液体セルの処理
[0130] ある実施形態では、システムは、順不同で以下のステップの1つ以上を含みこの方法の最後に標的試料の混合を達成する:標的試料の抽出するステップ;調剤システムへロードする試料を処理するステップ;標的試料を投薬するステップ;不混和性のカプセル化流体セルを投薬するステップ;キャリア流体を投薬するステップ;生物学的試料および不混和性のカプセル化流体セルを混合するステップ;生物学的試料および不混和性を混合するス
テップ;生物学的試料および不混和性を多重試料混合するステップ;不混和性のカプセル化流体セルの動きをコントロールするステップ;キャリア流体の動きをコントロールするステップ;1つ以上の不混和性の流体セルを輸送するステップ;1つ以上の不混和性の流体セルを輸送して1つ以上の生物学的試料と結合させるステップ;1つ以上の合成液体セルを輸送して1つ以上の生物学的試料と結合させるステップ;1つ以上の多重試料の合成液体セルを輸送して1つ以上の生物学的試料と結合させるステップ;1つ以上の合成液体セルを輸送して1つ以上の合成液体セルと結合させるステップ;1つ以上の多重試料合成液体セルを輸送して1つ以上の合成液体セルと結合させるステップ;1つ以上の多重試料合成液体セルを輸送して1つ以上の多重試料合成液体セルと結合させるステップ;合成液体セル内の生物学的試料の効果を検知するステップ;多重試料合成液体セル内の生物学的試料の効果を検知するステップ;多重合成液体セル内の生物学的試料(複数)の効果を検知するステップ;ユーザに検出アウトプット情報を提供するステップ;検出出力データを分析ステップ。生物学的プロトコルの例は以下の段落で与えられる。
[0129] Treatment of synthetic liquid cells
[0130] In certain embodiments, the system includes one or more of the following steps in random order to achieve target sample mixing at the end of the method: extracting the target sample; processing the sample to load into the dispensing system Dispensing a target sample; dispensing an immiscible encapsulated fluid cell; dispensing a carrier fluid; mixing a biological sample and an immiscible encapsulated fluid cell; biology Mixing biological samples and immiscibility; mixing biological samples and immiscibility multiple samples; controlling immiscible encapsulated fluid cell movement; controlling carrier fluid movement; Transporting one or more immiscible fluid cells; transporting one or more immiscible fluid cells to bind to one or more biological samples Transporting one or more synthetic liquid cells to combine with one or more biological samples; transporting one or more multi-sample synthetic liquid cells to one or more biological samples; Combining; transporting one or more synthesis liquid cells to combine with one or more synthesis liquid cells; transporting one or more multi-sample synthesis liquid cells to combine with one or more synthesis liquid cells Transporting one or more multi-sample synthesis liquid cells to combine with one or more multi-sample synthesis liquid cells; detecting the effects of biological samples in the synthesis liquid cells; multi-sample synthesis liquid cells Detecting the effect of the biological sample in the step; detecting the effect of the biological sample (s) in the multi-synthetic liquid cell; providing detection output information to the user; analyzing the detection output data . Examples of biological protocols are given in the following paragraphs.

[0131] PCR
[0132] ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は分子生物学の多くの応用で標的DNAおよびcDNAを増幅するのに広範囲に使用されて来た。PCR技術は単一あるいは複数のDNAを増幅して、特定のDNA塩基配列の何千から何十億ものコピーを生成する。現代のPCR機器は10マイクロリットル〜200マイクロリットルの反応容積内でPCRプロセスを行う。小さな容積中でPCRを実行することへの最大の障害のうちの1つは、構成試薬の小容積をマニュアル・ピペットで操作する際の困難さである。PCRのための別の障害は、出力を増大できる多重化反応の困難さである。
[0131] PCR
[0132] Polymerase chain reaction (PCR) has been used extensively to amplify target DNA and cDNA in many applications of molecular biology. PCR technology amplifies single or multiple DNAs and produces thousands to billions of copies of a particular DNA sequence. Modern PCR instruments perform the PCR process within a reaction volume of 10 microliters to 200 microliters. One of the biggest obstacles to performing PCR in small volumes is the difficulty in manually manipulating small volumes of constituent reagents. Another obstacle for PCR is the difficulty of multiplexing reactions that can increase the output.

[0133] 本発明の方法は、一般に必要な流体を混合して多重試料合成液体セルを形成することに関する。1つの実施形態では、標的試料は、核酸増幅に必要な試薬を含む水性の生物学的試料であり、また外側の流体セルは、フルオロカーボン・ベースの油脂(FluorinertFC-40)であるキャリア流体上のポリソルベート添加物(SPAN80)を有するシリコーンオイル(フェニルメチルポリシロキサンPD 5)である。個々の試薬は、PCRの所要成分がすべて個々の合成液体セルとして配置されるように配列される。これによって、生物学の試薬の相互汚染を防げる。個々の合成液体セル・コンポーネントは、正確な順序で混合される。その後、個々の合成液体セルは一緒に混合され多重試料合成液体セルを形成する。その後、多重試料合成液体セルは異なる加温ゾーンまたは光学検査ゾーンに運ばれ、そこで生成物の定量的測度を、蛍光測定によって行う。合成液体セル内のPCR標的容積の配置によって熱サイクル中の蒸発を防ぐ。典型的な熱サイクル温度は55℃〜95℃の範囲にある。   [0133] The methods of the present invention generally relate to mixing required fluids to form a multiple sample synthesis liquid cell. In one embodiment, the target sample is an aqueous biological sample containing reagents necessary for nucleic acid amplification and the outer fluid cell is on a carrier fluid that is a fluorocarbon-based oil (FluorinertFC-40). Silicone oil (phenylmethylpolysiloxane PD 5) with polysorbate additive (SPAN80). The individual reagents are arranged so that all the required components of the PCR are arranged as individual synthetic liquid cells. This prevents cross-contamination of biological reagents. The individual synthetic liquid cell components are mixed in the correct order. The individual synthesis liquid cells are then mixed together to form a multi-sample synthesis liquid cell. The multi-sample synthesis liquid cell is then transported to a different warming zone or optical inspection zone where a quantitative measure of the product is made by fluorescence measurements. Placement of the PCR target volume within the synthesis liquid cell prevents evaporation during thermal cycling. Typical thermal cycle temperatures are in the range of 55 ° C to 95 ° C.

[0134] さらなる実施形態では、合成液体セルは個々の検出マークを持って良い。   [0134] In a further embodiment, the synthetic liquid cell may have individual detection marks.

[0135] さらなる実施形態では、ポストPCR反応の組合せは、遺伝シーケンシングを含むさらなる処理に必要な場合もある。多重試料合成液体セルの使用によってこれらの比較的小さな標的容積の収集およびシーケンシングの手続きを非常に単純化する。個別処理に続く多重試料合成液体セルは選択的に組み合わせることができ、最終的に蓄積した容積から任意の明確でない増幅反応または非能率的な反応を除外される。多くの異なる標的分子から成る混合された最終標的容積は、詳細な分析用の配列機器へ転送される。合成液体セルによって生物学的試料の100%の容積回収が促進され、どのような固体表面にも触れる必要がないとともに、反湿潤特性というさらなる有益性がある。熱サイクルが必要な流体容積が大幅に低減され(静止ウェルプレートの全の主要部および耐熱性を取り除いた)、目標が設定された加熱ストラテジーによってより低い電力機器およびより速い反応処理時間が容易になる。   [0135] In further embodiments, a combination of post-PCR reactions may be required for further processing, including genetic sequencing. The collection and sequencing procedure for these relatively small target volumes is greatly simplified through the use of a multiple sample synthesis liquid cell. Multiple sample synthesis liquid cells following individual processing can be selectively combined to eliminate any undefined amplification or inefficient reactions from the final accumulated volume. The mixed final target volume consisting of many different target molecules is transferred to an array instrument for detailed analysis. Synthetic liquid cells facilitate 100% volume recovery of biological samples, without the need to touch any solid surface, and have the added benefit of anti-wetting properties. The fluid volume that requires thermal cycling is greatly reduced (removing all the main parts of the stationary well plate and heat resistance), and the targeted heating strategy facilitates lower power equipment and faster reaction processing times Become.

[0137] 表1を参照して、合成液体セルは成功裡に一塩基変異多型検出を遂行した。対立遺伝子1および対立遺伝子2と呼ばれる異なる対立遺伝子を各々含む陽性の2つの試料が使用された。対立遺伝子はそれぞれ異なる色素で標識付けされ、正確な強度で読むと各対立遺伝子を検出できた。鋳型コントロールは合成液体セルに加えられず増幅されなかった。これは次の順に繰り返された:陽性の対立遺伝子1、鋳型コントロール無し、陽性の対立遺伝子2、および最後に別の鋳型コントロール無し。表1を参照して、増幅が試料間の相互汚染が無い合成液体セル中で成功裡に行なわれた結果を示している。これは、個々の陽性の試料に続く最初の鋳型コントロール無と鋳型コントロール無との間の試料には蛍光強度の上昇が示されない。 [0137] Referring to Table 1, the synthetic liquid cell successfully performed single nucleotide polymorphism detection. Two positive samples, each containing different alleles called allele 1 and allele 2, were used. Alleles were labeled with different dyes and each allele could be detected when read with the correct intensity. The template control was not added to the synthetic liquid cell and was not amplified. This was repeated in the following order: positive allele 1, no template control, positive allele 2, and finally no other template control. Referring to Table 1, the results of successful amplification performed in a synthetic liquid cell with no cross contamination between samples are shown. This shows no increase in fluorescence intensity for samples between the first and no template control following each positive sample.

[0138] 図39を参照して、多重合成液体セルの恒温の核酸増幅用の装置である。合成液体セルは、円形のプラットフォーム上で配列され、合成液体セル生成、熱処理、光学的検出および除去の必要な段階を通って移動する合成液体セル生成には3つの段階があり、キャリア流体への不混和性のカプセル化バッファー流体の追加、不混和性のカプセル化バッファー流体への主導のPCR試薬の追加および合成液体セルへの試料の追加がある。その後、合成液体セルは、10分間65℃に加熱して生物学的処理をする。疎水性プレートの回転を終えるために、合成液体セルが蛍光の検出領域を通過し、その後合成液体セルがキャリア流体から取り除かれ、次にプラットフォームは最初の合成液体セル生成段階に戻る。プレートは、プラットフォームの回転速度に依存する速度で生成された新しい合成液体セルと共に連続的に回転する。   Referring to FIG. 39, an apparatus for constant temperature nucleic acid amplification of a multiplex synthetic liquid cell. Synthetic liquid cells are arranged on a circular platform, and there are three stages to synthetic liquid cell generation that move through the necessary stages of synthetic liquid cell generation, heat treatment, optical detection and removal, and into the carrier fluid There is the addition of an immiscible encapsulation buffer fluid, the addition of a lead PCR reagent to the immiscible encapsulation buffer fluid, and the addition of a sample to the synthesis liquid cell. The synthetic liquid cell is then heated to 65 ° C. for 10 minutes for biological treatment. To finish the rotation of the hydrophobic plate, the synthetic liquid cell passes through the fluorescence detection region, after which the synthetic liquid cell is removed from the carrier fluid, and then the platform returns to the initial synthetic liquid cell generation stage. The plate rotates continuously with a new synthetic liquid cell created at a speed that depends on the rotational speed of the platform.

[0139] 図40は、安定化機能のネットワークを提供する円盤状のプラットフォームの例(典型的に疎水性材料)を示す。図40Aは、システムに組み入れられた盤を示す。システムは、キャリア液の停留の円形の液盤を有する。このキャリアオイル液盤の表面で回転するとは安定化機能を含むPTFE盤のことである。盤は図示されるモーター変速機よって駆動されるシャフトによって回転できる。合成液体セルは固定分配管(図示せず)から安定化機能へ投薬できる。   [0139] FIG. 40 shows an example of a disk-shaped platform (typically a hydrophobic material) that provides a network of stabilizing functions. FIG. 40A shows a board incorporated into the system. The system has a circular liquid disc with a carrier liquid retention. Rotating on the surface of this carrier oil liquid board is a PTFE board including a stabilizing function. The board can be rotated by a shaft driven by the illustrated motor transmission. The synthetic liquid cell can be dispensed to the stabilizing function from a fixed distribution pipe (not shown).

[0140] デジタルPCR
[0141] ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は広く用いられている分子増幅技術である。この技術は臨床検査薬、農業のバイオテクノロジーおよびバイオリサーチの広範囲に応用を持っている。これは、SNPの検出、遺伝病の診断、遺伝的指紋法、裁判分析、形質発現および他のタイプの核酸分析に日常的に使用されている。デジタルPCRの開発は、従来のPCRの使用を拡大した。デジタルPCRは単一のDNA鋳型を増幅する技術である。PCR法の外観は、VogelsteinとKinzlerによるDigitalPCR(Proc Natl Acad Sci USA 96(16):9236-41 (1999)) 、およびPohlとShihによるPrincipleandapplication of digital PCR (Expert Review Molecular Diagnostics4(1):41-47(2004))を参照されたい。
[0140] Digital PCR
[0141] Polymerase chain reaction (PCR) is a widely used molecular amplification technique. This technology has wide application in clinical diagnostics, agricultural biotechnology and bioresearch. It is routinely used for SNP detection, genetic disease diagnosis, genetic fingerprinting, forensic analysis, phenotypic expression and other types of nucleic acid analysis. The development of digital PCR expanded the use of conventional PCR. Digital PCR is a technique that amplifies a single DNA template. The appearance of the PCR method is as follows: Digital PCR by Vogelstein and Kinzler (Proc Natl Acad Sci USA 96 (16): 9236-41 (1999)), and Principleand application of digital PCR by Pohl and Shih (Expert Review Molecular Diagnostics 4 (1): 41- 47 (2004)).

[0142] 本発明の方法は、一般に多重試料合成液体セルを形成するのに必要な流体を混合かつ分配させることを含む。1つの実施形態では、標的試料は、核酸増幅に必要な試薬を含む水性の生物学的試料であり、また外側の流体セルは、フルオロカーボン・ベースの油脂(FluorinertFC-40)であるキャリア流体上のポリソルベート添加物(SPAN80)を有するシリコーンオイル(フェニルメチルポリシロキサンPD 5)である。個々の試薬は、デジタルPCRの所要成分すべてが個々の合成液体セルとして配置されるように配列される。これによって、生物学の試薬の相互汚染が防げる。個々の合成液体セルの構成要素は、正確な順序で一緒に混ぜ合わせられる。その後、個々の合成液体セルは超音波をかけられ多重試料合成液体セルを形成する。その後、多重試料合成液体セルは、異なる加熱ゾーンまたは光学的検出ゾーンに運ばれ、そこで生成物の定量的測定が、蛍光測定によって行なわれる。合成液体セル内のデジタルPCR標的容積の配置によって熱サイクル中の蒸発が防止される。典型的な熱サイクル温度は55℃〜95℃の範囲にある。多重試料合成液体セルは量化測定に3次元組込み用光学を必要としないので、多重試料合成液体セルによってより単純な検査法の使用を助長する。   [0142] The methods of the present invention generally involve mixing and dispensing the fluids necessary to form a multiple sample synthesis liquid cell. In one embodiment, the target sample is an aqueous biological sample containing reagents necessary for nucleic acid amplification and the outer fluid cell is on a carrier fluid that is a fluorocarbon-based oil (FluorinertFC-40). Silicone oil (phenylmethylpolysiloxane PD 5) with polysorbate additive (SPAN80). The individual reagents are arranged so that all the required components of the digital PCR are arranged as individual synthetic liquid cells. This prevents cross-contamination of biological reagents. The individual synthetic liquid cell components are mixed together in the correct order. Thereafter, the individual synthesis liquid cells are sonicated to form a multi-sample synthesis liquid cell. The multi-sample synthesis liquid cell is then transported to different heating zones or optical detection zones, where product quantitative measurements are made by fluorescence measurements. The placement of the digital PCR target volume in the synthesis liquid cell prevents evaporation during thermal cycling. Typical thermal cycle temperatures are in the range of 55 ° C to 95 ° C. The multi-sample synthesis liquid cell facilitates the use of simpler inspection methods because the multi-sample synthesis liquid cell does not require 3D embedded optics for quantification measurements.

[0143] 別の実施形態では、個々の合成液体セルは機械的に撹拌され多重試料合成液体セルを形成する。   [0143] In another embodiment, the individual synthesis liquid cells are mechanically agitated to form a multi-sample synthesis liquid cell.

[0144] 核酸/DNA連結反応
[0145] 核酸連結反応は、核酸のフラグメントを連結するのに使用される酵素である核酸リガーゼの使用を伴う。長いDNA鎖を構築する際に、多数のより短いDNA断片はともに連結させられ、したがって多数の連結反応ステップを行なってこれらの結果を達成する必要がある。1つの結合反応の生成物は別のものへのフラグメントになる。ペアにして連結反応を行なって反応に影響する効率と配位の問題を回避しなければならない。
[0144] Nucleic acid / DNA ligation reaction
[0145] Nucleic acid ligation reactions involve the use of nucleic acid ligases, which are enzymes used to ligate fragments of nucleic acids. In constructing long DNA strands, a number of shorter DNA fragments are ligated together and therefore a number of ligation reaction steps need to be performed to achieve these results. The product of one binding reaction becomes a fragment into another. Pairing and ligation reactions must be performed to avoid efficiency and coordination problems that affect the reaction.

[0146] 1つのI実施形態において、反応試薬 、連結されるDNA断片、リガーゼ酵素、およびバッファー試薬 は- マイクロタイタープレートの個別のウェルへ個別にピペットで移される。外側の合成流体、シリコーンオイル(フェニルメチルポリシロキサン(PD5)は、各ウェル内の水性の試薬の上にピペットで移され油脂水性の界面を作る。   [0146] In one I embodiment, reaction reagents, ligated DNA fragments, ligase enzymes, and buffer reagents are individually pipetted into individual wells of a microtiter plate. The outer synthetic fluid, silicone oil (phenylmethylpolysiloxane (PD5)), is pipetted onto the aqueous reagent in each well to create an oil-based interface.

[0147] 自動のロボットのプラットフォームによって操作される疎水性サンプリング毛細管は第1のサンプリングウェルから、500ナノリットル〜2000ナノリットルの範囲のシリコーンオイル(フェニルメチルポリシロキサン、PD5)の多くの油脂を吸引し、続いて100ナノリットル〜700ナノリットルの標的容積(水性の試薬)を吸引し、引き続き500ナノリットル〜2000ナノリットルの範囲の同様の容量のシリコーンオイル(フェニルメチルポリシロキサン、PD5)を吸引する。その後、サンプリング毛細管は空気を通して次のサンプル用ウェルへ移る。この手続き次のサンプル用ウェルに対して繰り返さる、即ち被覆油脂を吸引し、次に水性の試薬、続いて被覆油脂を吸引する。その後、疎水性サンプリング毛細管は設定数の試料が吸引されるまで並進する。疎水性サンプリング毛細管は、この時点で空気によって分けられた一連の個々別々の(並進中に吸引された)液体を保持する。   [0147] Hydrophobic sampling capillary operated by automated robotic platform aspirates a lot of oil from silicone oil (phenylmethylpolysiloxane, PD5) ranging from 500 nanoliters to 2000 nanoliters from the first sampling well Followed by aspirating a target volume (aqueous reagent) of 100 nanoliters to 700 nanoliters, followed by a similar volume of silicone oil (phenylmethylpolysiloxane, PD5) ranging from 500 nanoliters to 2000 nanoliters To do. The sampling capillary then moves through the air to the next sample well. This procedure is repeated for the next sample well, i.e. the coated oil is aspirated and then the aqueous reagent is subsequently aspirated. The hydrophobic sampling capillary then translates until a set number of samples are aspirated. Hydrophobic sampling capillaries hold a series of individual separate (suctioned during translation) liquids separated by air at this point.

[0148] 疎水性サンプリング毛管は処理プラットフォーム上を並進する。疎水性サンプリング毛管中のフローの方向は逆転して、個々の合成液体セルである各流体の並びをキャリアオイル(フルオロカーボンベースの油脂(FluorinertFC-40))の表面上に投薬する。疎水性サンプリング毛管は個々の液体調剤間を並進し新しい合成液体セルの初期位置に至る。合成液体セルは、合成液体セル位置を確保する疎水性円材と接続するように投薬される。結合して最終的なDNA合成コンストラクションを与える合成液体セルの配列は、単一の疎水性円材上に配置される。調剤プロセスは、疎水性円材に置かれて、0.5mm〜10mmの
範囲の距離だけ分け隔たった一連の合成液体セルを生成する。
[0148] Hydrophobic sampling capillaries translate on the processing platform. The direction of flow in the hydrophobic sampling capillaries is reversed, and each fluid row, which is an individual synthetic liquid cell, is dispensed onto the surface of a carrier oil (fluorocarbon-based oil (Fluorinert FC-40)). The hydrophobic sampling capillary translates between the individual liquid preparations to the initial position of the new synthetic liquid cell. The synthetic liquid cell is dispensed to connect with a hydrophobic disc that secures the synthetic liquid cell position. An array of synthetic liquid cells that combine to give the final DNA synthesis construction is placed on a single hydrophobic circle. The dispensing process produces a series of synthetic liquid cells that are placed on a hydrophobic disc and separated by a distance in the range of 0.5 mm to 10 mm.

[0149] 単一の試料の合成液体セルの場合には、自動のロボットのプラットフォームによって操作された制御面が合成液体セルの組合せペアを作成し、合成液体セル内の試薬が毛状の張力作用によって合体し混合する。または、流体セル・ネットワークが使用されている場合、その後、合成流体ネットワークの注入/回収不混和性のカプセル化バッファー流体制御が合成液体セルのペアの組合せ行い、合成液体セル内の試薬が結合し混合する。   [0149] In the case of a single sample synthetic liquid cell, the control surface operated by an automated robotic platform creates a synthetic liquid cell combination pair, and the reagents in the synthetic liquid cell act as a hair-like tension. Combine and mix with. Or, if a fluid cell network is used, then a synthetic fluid network injection / recovery immiscible encapsulation buffer fluid control is performed to combine the synthetic liquid cell pairs and the reagents in the synthetic liquid cell bind. Mix.

[0150] これらの試薬は連結反応が生じるのに必要な近隣のDNA断片および他の試薬を含む。合成液体セルは特定時に特定温度条件でコントロールされ連結反応が生じる。密着力が停止したフラグメントの連結反応を保証する典型的な条件は16℃1時間である。この連結反応ステップの後、近隣の合成液体セルのさらなるペアの組合せが適切な温度でなされかつ処理されてより長いフラグメントが生成される。所望の最終のフラグメント長さに到達するまで、このプロセスが繰り返される。その後、新たに作製された合成DNA鎖は吸引され、将来に使用するために格納される。   [0150] These reagents include neighboring DNA fragments and other reagents necessary for the ligation reaction to occur. A synthetic liquid cell is controlled at a specific temperature condition at a specific time to cause a ligation reaction. A typical condition for guaranteeing the ligation reaction of fragments whose adhesion is stopped is 16 ° C. for 1 hour. After this ligation reaction step, a further pair combination of neighboring synthetic liquid cells is made at the appropriate temperature and processed to produce longer fragments. This process is repeated until the desired final fragment length is reached. The newly created synthetic DNA strand is then aspirated and stored for future use.

[0151] 合成液体セルの生成は、DNA連結反応の方法を大幅に単純化する。通常このプロセスの中で使用されないより小さな反応容積によって、より高い反応効率およびより速い反応時間が保証される。個々の続いて起こるペアの連結反応の標的DNA鎖フラグメントの組合せは、非常に単純化され、また液体操作の全体の数は大幅に低減される、なぜなら標的DNAの合成液体セルの全配列が疎水性円材ネットワーク上の同じ場所に配置されるからである。この方法による合体は合成液体セルの位置の操作によって簡単に実現する。連結反応のこの方法は、1つの連結反応ステップの生成物が別のステップに必要な場合には特
に有用である。
[0151] The production of a synthetic liquid cell greatly simplifies the method of DNA ligation. The smaller reaction volume that is not normally used in this process ensures higher reaction efficiency and faster reaction time. The combination of target DNA strand fragments in each subsequent paired ligation reaction is greatly simplified and the overall number of liquid manipulations is greatly reduced because the entire sequence of the target DNA synthesis liquid cell is hydrophobic. This is because they are arranged at the same location on the sex circle network. Coalescence by this method is easily realized by manipulating the position of the synthetic liquid cell. This method of ligation is particularly useful when the product of one ligation step is required for another step.

[0152] 合成液体セルの使用は、これらの比較的小さな標的容積を収集する手続きを大幅に単純化する。個別の処理に続く合成液体セルは選択的に組み合わせることができ、連結反応プロセスのどのような非活性の試料もまたは非能率的な反応も排除される。どんな固体表面にも触れる必要がないとともに、反湿潤特性というさらなる有益性があるので、合成液体セルによって生物学的試料の100%の容積回収が容易になる。   [0152] The use of synthetic liquid cells greatly simplifies the procedure of collecting these relatively small target volumes. Synthetic liquid cells following individual treatments can be selectively combined to eliminate any inactive samples or inefficient reactions of the ligation reaction process. The synthetic liquid cell facilitates 100% volume recovery of biological samples because there is no need to touch any solid surface and there is the added benefit of anti-wetting properties.

[0153] さらに特に、多重試料合成液体セルを使用してよい。多重試料合成液体セルは特定温度条件でコントロールされ特定時に連結反応が生じる。密着力が停止したフラグメントの連結反応を保証する典型的な条件は1時間16°Cである。連結反応に続いて核酸増幅を行い選択的に正確に対象および次の連結反応ステップの領域を増幅する。このステップの後、内部試料は配列ペア毎に一緒にされ、必要ならば追加の試薬が加えられ、適正な温度で処理されてより長いフラグメントが生成される。所望の最終のフラグメント長さに到達するまで、このプロセスが繰り返される。次に、新たに作製された合成DNA鎖は吸引され、将来の使用のために格納される。   [0153] More particularly, a multiple sample synthesis liquid cell may be used. The multi-sample synthesis liquid cell is controlled at a specific temperature condition, and a ligation reaction occurs at a specific time. A typical condition for guaranteeing the ligation reaction of fragments whose adhesion is stopped is 16 ° C. for 1 hour. Following the ligation reaction, nucleic acid amplification is performed to selectively and accurately amplify the target and the region of the next ligation step. After this step, the internal sample is combined for each sequence pair, additional reagents are added if necessary, and processed at the appropriate temperature to produce longer fragments. This process is repeated until the desired final fragment length is reached. The newly created synthetic DNA strand is then aspirated and stored for future use.

[0154] 多重試料合成液体セルの生成によって、DNA連結反応方式は大幅に単純化される。通常このプロセスの中で使用されないより小さな反応容量によって、より高い反応効率およびより速い反応時間を保証される。個々の続いて起こるペアの連結反応の標的DNA鎖フラグメントの組合せは、非常に単純化され、また液体操作全体の数は大幅に低減される、なぜなら標的DNA試料の全配列が1つの多重試料合成液体セル上の同じ場所に配置されるからである。この方法による内部試料の合体は疎水性表面の位置機能内の外側の油脂表面位置を操作して容易に実現する。連結反応のこの方法は、1つの連結反応ステップの生成物が別のステップに必要な場合には特に有用である。   [0154] The generation of multiple sample synthesis liquid cells greatly simplifies the DNA ligation reaction scheme. A smaller reaction volume not normally used in this process ensures higher reaction efficiency and faster reaction time. The combination of target DNA strand fragments for each subsequent paired ligation reaction is greatly simplified and the total number of liquid manipulations is greatly reduced because the entire sequence of the target DNA sample is one multiple sample synthesis. This is because they are arranged at the same place on the liquid cell. The coalescence of the internal sample by this method is easily realized by manipulating the outer oil surface position within the position function of the hydrophobic surface. This method of ligation is particularly useful when the product of one ligation step is required for another step.

[0155] 遺伝配列ビード被膜
[0156] 遺伝配列ビード製剤とは、小さなビードを応用に特化した化学要素で被覆するプロセスのことである。1つの実施形態では、遺伝病スクリーニング前のビードの被膜は、標的容積としてビードの水溶液を備えた合成液体セルを生成して実現する。ビードを覆うために使用される特定のプライマー化学要素は毛細管によって流体セルへ導入され水性の飛沫を直接流体セルへ沈殿させると、標的容積が結合して、プライマー化学要素が水性のビード溶液とミキシングおよび合体される。
[0155] Genetic sequence bead coat
[0156] Genetic sequence bead formulations are processes in which small beads are coated with chemical elements that are specific to the application. In one embodiment, the bead coating prior to genetic disease screening is achieved by creating a synthetic liquid cell with an aqueous solution of beads as the target volume. The specific primer chemical element used to cover the bead is introduced into the fluid cell by a capillary tube and when the aqueous droplets are precipitated directly into the fluid cell, the target volume binds and the primer chemical element mixes with the aqueous bead solution. And united.

[0157] 別の実施形態では、プライマー要素の合成液体セルを生成する、そして次に水性のビード溶液を含んでいる合成液体セルと結合する操作をすると、標的容積が合体し混合する。   [0157] In another embodiment, the target volume coalesces and mixes upon operation of generating a synthetic liquid cell of primer elements and then combining with a synthetic liquid cell containing an aqueous bead solution.

[0158] これらの方法は、従来の技術を使用し達成するのには現在不可能なサブマイクロリットルの流体容量を操作し組み合わせる便利な方法を提供し、したがって反応容積の低減により初期試料容積を低減しかつビード被覆効率を改善する。 PCRと熱サイクルおよび遺伝シーケンシングを使用するさらなる処理は、応用に特化している。   [0158] These methods provide a convenient way to manipulate and combine sub-microliter fluid volumes that are currently impossible to achieve using conventional techniques, thus reducing the initial sample volume by reducing the reaction volume. Reduce and improve bead coating efficiency. Further processing using PCR and thermal cycling and genetic sequencing is specific to the application.

[0159] 合成液体セルの使用によって、これらの比較的小さな標的容積を収集する手続きは大幅に単純化される。個別の処理に続く合成液体セルは選択的に組み合わせることができてどのような非活性のビードを排除できる。どんな固体表面にも触れる必要がないとともに、反湿潤特性というさらなる有益性があるので、合成液体セルは生物学的試料の100%の容積回収を容易にする。これらの機能は、生化学プロセスの自動化を容易に促進する。   [0159] The use of a synthetic liquid cell greatly simplifies the procedure of collecting these relatively small target volumes. Synthetic liquid cells following individual processing can be selectively combined to eliminate any inactive beads. Synthetic liquid cells facilitate 100% volume recovery of biological samples as there is no need to touch any solid surface and there is the added benefit of anti-wetting properties. These features facilitate the automation of biochemical processes.

[0160] 本発明は記述された実施形態に制限されず、構成と詳細によって変わりうる。例えば、カプセル化バッファー流体は任意の適切な液体またはガスであって良く、最も一般には液体である。キャリア流体は任意の適切な液体またはガスであって良く、最も一般には液体である。流体の官能基によって、カプセル化流体へのキャリア流体分子の拡散を制限するおよび逆の場合に相互の不混和がもたらされるように、カプセル化およびキャリア流体を選択して良い。この不混和制約は、さらにカプセル化流体と標的試料との間に適用でき、分子拡散は構成する流体の異なる官能基によって制限される。例えば、カプセル化流体用のフェニルメチルポリシロキサン(シリコーンオイル)に存在するフェニルメチル官能基は、キャリア流体に一般に選ばれるフルオロカーボンベースのキャリアオイルに存在するペルフルオロ官能基と不混和性である。これらの2つの油脂は、更に分子の生化学において一般的な水性ベースの試料と不混和性である。さらに、密度の異なる流体を選んでキャリア流体が最も高い密度を持ち、流体の最低位層を形成し、カプセル化流体には最低の密度を持たせ、かつ標的試料はキャリア流体およびカプセル化流体の中間の密度を持たせるようにすることも好都合である。   [0160] The present invention is not limited to the described embodiments and may vary depending on configuration and details. For example, the encapsulation buffer fluid may be any suitable liquid or gas, most commonly a liquid. The carrier fluid may be any suitable liquid or gas, most commonly a liquid. Encapsulation and carrier fluids may be selected such that the functional groups of the fluid limit the diffusion of carrier fluid molecules into the encapsulating fluid and vice versa. This immiscibility constraint can also be applied between the encapsulating fluid and the target sample, and molecular diffusion is limited by the different functional groups of the constituent fluid. For example, the phenylmethyl functionality present in phenylmethylpolysiloxane (silicone oil) for encapsulating fluids is immiscible with the perfluoro functionality present in fluorocarbon-based carrier oils commonly selected for carrier fluids. These two fats are also immiscible with aqueous based samples common in molecular biochemistry. In addition, fluids of different densities are selected so that the carrier fluid has the highest density, forms the lowest layer of fluid, the encapsulated fluid has the lowest density, and the target sample is the carrier fluid and the encapsulated fluid. It is also convenient to have an intermediate density.

[0161] 実施の形態
[0162] 本発明のいくつかの実施形態は、分析試料液入力、カプセル化溶液入力、安定化機能を含むキャリア液導管、液体の処理のシステム、および液体の処理のシステムに機能的に接続されたコントローラーを含む試料処理システムを包含する。いくつかの実施形態では、コントローラーは以下のステップを実行するようにプログラムされる:(1)カプセル化液入力からカプセル化液を抽出させるステップ;(2)抽出されたカプセル化液を(a)キャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出させ、(b)安定化機能に近似させ(カプセル化液はキャリア液と不混和性であり、放出されたカプセル化液はキャリア液と混合せず、キャリア液上に浮遊し、安定化機能によって固定される)ステップと、(3)サンプル液入力から分析試料液を抽出させるステップ、(4)抽出された分析試料液(分析試料液はカプセル化溶液およびキャリア液と不混和性である)を放出させるステップであって、分析試料液はカプセル化液またはキャリア液と混合しないステップ。典型的なフローチャートを図43〜図47に示す。
[0161] Embodiment
[0162] Some embodiments of the present invention are operatively connected to an analytical sample liquid input, an encapsulated solution input, a carrier liquid conduit including a stabilizing function, a liquid processing system, and a liquid processing system. A sample processing system including a controller. In some embodiments, the controller is programmed to perform the following steps: (1) extracting the encapsulated liquid from the encapsulated liquid input; (2) extracting the encapsulated liquid (a) Release onto the free surface of the carrier liquid in the carrier liquid conduit and (b) approximate the stabilization function (the encapsulated liquid is immiscible with the carrier liquid and the released encapsulated liquid does not mix with the carrier liquid. Floating on the carrier liquid and fixed by the stabilization function), (3) extracting the sample liquid from the sample liquid input, and (4) extracting the sample liquid (the sample liquid is encapsulated) Releasing an immiscible solution and carrier liquid), wherein the analytical sample liquid is not mixed with the encapsulated liquid or carrier liquid. Typical flowcharts are shown in FIGS.

[0163] いくつかの実施形態では、液体ハンドリング・システムはコントロール・チューブおよびドライバーを含む。さらにコントローラーは、ドライバーを作動させコントロール・チューブに、ステップ(1)および(3)を実行させ、その後にステップ(2)および(4)を実行させるようにプログラムされる(図44)。いくつかの実施形態では、コントローラーは、ドライバーを作動させてコントロール・チューブにステップ(1)を、次に(3)を実行させ、次に(5)さらなるカプセル化液を抽出させ、その後(6)カプセル化液を放出させ、次にステップ(4)を実行させ、その後ステップ(2)を実行させて、カプセル化液、分析試料液および補足のカプセル化液を1つの単位として、コントロール・チューブから、さらにキャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出させ、それによってカプセル化液および補足のカプセル化液が分析試料液を同化包囲して合成液体セルを形成するようにさらにプログラムされる(図45)。いくつかの実施形態では、コントローラーはさらにプログラムされてドライバーを始動させコントロール・チューブが、ステップ(5)の後にかつステップ(6)の前に、(7)セパレーターを引き寄せる(図45)。いくつかの実施形態では、セパレーターは空気を含むことがある。いくつかの実施形態では、コントローラーは、ドライバーを作動させてコントロール・チューブが、ステップ(7)の後にかつステップ(6)の前に、(1a)カプセル化液体をカプセル化液体入力から抽出し、次に(3a)分析試料液入力から分析試料液を取り出して、次に(5a)補足カプセル化溶液を抽出し、次に(6a)コントロール・チューブから第2の単位としてステップ(3a)の分析試料液を備えたステップ(1a)および(5a)のカプセル化溶液をキャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出し、そのために第2の単位は別の合成液体セル(図45)を形成するようにさらにプログラムされる。   [0163] In some embodiments, the liquid handling system includes a control tube and a driver. In addition, the controller is programmed to activate the driver and cause the control tube to perform steps (1) and (3), followed by steps (2) and (4) (FIG. 44). In some embodiments, the controller activates the driver to cause the control tube to perform step (1), then (3), and then (5) extract additional encapsulated liquid before (6 ) Release the encapsulated liquid, then perform step (4), then execute step (2) to control the encapsulated liquid, the analytical sample liquid and the supplemental encapsulated liquid as a unit From the carrier liquid conduit to the free surface of the carrier liquid, whereby the encapsulated liquid and supplemental encapsulated liquid are further programmed to assimilate and surround the analytical sample liquid to form a synthetic liquid cell ( (Figure 45). In some embodiments, the controller is further programmed to start the driver and the control tube pulls the separator (7) after step (5) and before step (6) (FIG. 45). In some embodiments, the separator may include air. In some embodiments, the controller activates the driver so that the control tube extracts (1a) encapsulated liquid from the encapsulated liquid input after step (7) and before step (6); Next, (3a) remove the analytical sample solution from the analytical sample solution input, then (5a) extract the supplemental encapsulated solution, then (6a) analyze step (3a) as a second unit from the control tube Release the encapsulated solution of steps (1a) and (5a) with sample liquid onto the free surface of the carrier liquid in the carrier liquid conduit, so that the second unit forms another synthetic liquid cell (Figure 45) Further programmed to do.

[0164] いくつかの実施形態では、コントローラーは、ドライバーを作動させてコントロール・チューブが、ステップ(5)の後にかつステップ(6)の前に、(8)第2の分析試料液入力から分析試料液を抽出し、第2の分析試料液はキャリア液およびカプセル化溶液と不混和性であり、次に(9)補足カプセル化溶液を抽出し、次に、(10)ステップ(9)の補足カプセル化溶液および第2の分析試料液を単位へ放出し、これによって形成された合成液体セルが、分析試料液の飛沫および第2の分析試料液の飛沫を含めるようにプログラムされる(図46)。   [0164] In some embodiments, the controller activates the driver so that the control tube is analyzed after step (5) and before step (6) (8) from the second analysis sample liquid input. The sample solution is extracted, the second analysis sample solution is immiscible with the carrier solution and the encapsulation solution, then (9) the supplemental encapsulation solution is extracted, and then (10) step (9) The supplemental encapsulated solution and the second analytical sample liquid are discharged into the unit, and the synthetic liquid cell formed thereby is programmed to include the analytical sample liquid droplets and the second analytical sample liquid droplets (FIG. 46).

[0165] いくつかの実施形態では、液体処理システムは、コントロール・チューブおよびドライバーを含み、コントローラーは、ドライバーを作動させコントロール・チューブにステップ(1)からステップ(4)を記載順(図47)に実行させるようにプログラムされる。いくつかの実施形態では、コントローラーは、ステップ(1)を行ない、次に複数の安定化機能用のステップ(2)を繰り返し、次にステップ(3)を行ない、次に複数の安定化機能用のステップ(4)を繰り返し、それによって安定化機能(図47)中に分布した複数の合成液体セルが形成されるようにプログラムされる。いくつかの実施形態では、コントローラーは、前記ドライバーを始動させてコントロール・チューブに(11)分析試料液と混和性の試薬を抽出させ、さらに(12)放出された分析試料液に近似試薬を放出するようにさらにプログラムされる(図47)。いくつかの実施形態では、試料処理システムは、少なくともキャリア液導管に対して液体の処理システムの放出する部分を移動させる運動システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、コントローラーは、運動システムを始動させコントロール・チューブにキャリア液の自由表面上で形成された合成液体セルをキャリア液導管に対して移動させるようにプログラムされる。   [0165] In some embodiments, the liquid treatment system includes a control tube and a driver, and the controller activates the driver to perform steps (1) to (4) in the order described (FIG. 47). Programmed to run. In some embodiments, the controller performs step (1), then repeats step (2) for multiple stabilization functions, then performs step (3), and then for multiple stabilization functions. Step (4) is repeated, thereby programming a plurality of synthetic liquid cells distributed throughout the stabilization function (FIG. 47). In some embodiments, the controller triggers the driver to cause the control tube to extract (11) a reagent miscible with the assay sample solution and (12) release the approximate reagent to the released assay sample solution. Further programmed to do (FIG. 47). In some embodiments, the sample processing system further includes a motion system that moves at least a discharge portion of the liquid processing system relative to the carrier liquid conduit. In some embodiments, the controller is programmed to start the motion system and cause the control tube to move the synthetic liquid cell formed on the free surface of the carrier liquid relative to the carrier liquid conduit.

[0166] いくつかの実施形態では、(a)キャリア液導管は、導管内でキャリア液の液盤上で回転可能盤を受けるのに合わせた大きさの液盤を含み;(b)安定化機能が盤で形成され;(c)システムは、さらに(1)安定化機能は液盤内で盤が回転するように盤に機能的に接続された回転ドライバー、および(2)少なくとも液体処理システムの放出部分をキャリア液導管に対して垂直に並進させる運動システムを含み、(d)コントローラーは、回転ドライバーおよび運動システムに機能的に接続され、さらにプログラムされて回転システムに盤を回転させかつ運動システムに液体処理のシステムの放出部分を盤に対して垂直に並進させる。   [0166] In some embodiments, (a) the carrier fluid conduit includes a basin sized to receive a rotatable disc on the carrier fluid basin within the conduit; (b) stabilizing The function is formed by a board; (c) the system is further (1) a stabilizing function is a rotary driver operatively connected to the board so that the board rotates in the liquid board, and (2) at least a liquid processing system (D) a controller is functionally connected to the rotary driver and the motion system, and is further programmed to rotate and move the board to the rotation system. The system translates the discharge portion of the liquid treatment system perpendicular to the board.

[0167] いくつかの実施形態では、コントローラーは、液体の処理のシステムに2つの合成液体セル(キャリア液の自由表面上で形成され、ギャップ(ギャップを埋める液体)によって分離されている)間に十分なカプセル化溶液を放出させ、その結果2つの合成液体セル互いに融合するようにプログラムされる。いくつかの実施形態では、コントローラーは、液体処理システムに放出されたカプセル化液の近接にステップ(4)の分析試料液を放出させるようにプログラムされる。   [0167] In some embodiments, the controller is configured in a liquid processing system between two synthetic liquid cells (formed on the free surface of the carrier liquid and separated by a gap (liquid that fills the gap)). It is programmed to release sufficient encapsulation solution so that the two synthetic liquid cells fuse together. In some embodiments, the controller is programmed to release the analysis sample liquid of step (4) in proximity to the encapsulated liquid released to the liquid processing system.

[0168] いくつかの実施形態では、本発明は、カプセル化溶液入力からカプセル化溶液を抽出するステップと、抽出されたカプセル化溶液を(a)安定化機能を含むキャリア液導管のキャリア液の自由表面上に放出するステップと、(b)安定化機能(カプセル化液はキャリア液と不混和性であり、放出されたカプセル化液はキャリア液と混合せず、キャリア液上に浮遊し、安定化機能によって固定される)の近接に放出するステップと、分析試料液入力から分析試料液を抽出するステップと、抽出された分析試料液を放出し(分析試料液はカプセル化液およびキャリア液と不混和性である)分析試料液がカプセル化液またはキャリア液と混合することがない、ステップとを含む サンプル・ハンドリング方法を包含する。   [0168] In some embodiments, the present invention includes the steps of extracting an encapsulating solution from an encapsulating solution input, and (a) extracting the encapsulated solution from a carrier fluid conduit of a carrier fluid conduit that includes a stabilizing function. Releasing on the free surface; and (b) stabilizing function (the encapsulated liquid is immiscible with the carrier liquid, the released encapsulated liquid does not mix with the carrier liquid, floats on the carrier liquid, Releasing the sample solution from the input of the analysis sample solution, and discharging the extracted analysis sample solution (the analysis sample solution is an encapsulated solution and a carrier solution). A sample handling method comprising: a step in which the analytical sample liquid is not mixed with the encapsulated liquid or carrier liquid.

[0169] いくつかの実施形態では、本発明は、生物学的試料を処理する方法、不混和性のバッファー流体中の試料をカプセル化することを含む方法、および試料処理用に一体化された単位としてそれらを移動させることを包含する。   [0169] In some embodiments, the present invention is integrated for a method of processing a biological sample, a method comprising encapsulating a sample in an immiscible buffer fluid, and sample processing. Includes moving them as a unit.

[0170] いくつかの実施形態では、試料はカプセル化され、キャリア流体の上に、またはそのキャリア流体の中に配置される。   [0170] In some embodiments, the sample is encapsulated and placed on or in the carrier fluid.

[0171] いくつかの実施形態では、キャリア流体は液体であり、また試料は液体(キャリア流体はカプセル化バッファー流体と不混和性である)の表面に配置される。   [0171] In some embodiments, the carrier fluid is a liquid and the sample is placed on the surface of the liquid (the carrier fluid is immiscible with the encapsulating buffer fluid).

[0172] いくつかの実施形態では、キャリア流体はカプセル化バッファー流体より高い密度を持つ。   [0172] In some embodiments, the carrier fluid has a higher density than the encapsulation buffer fluid.

[0173] いくつかの実施形態では、カプセル化流体は、標的試料と非活性である。   [0173] In some embodiments, the encapsulated fluid is inactive with the target sample.

[0174] 別の実施形態では、試料をバッファー流体へ導入するような静電力によってカプセル化バッファー流体の運動をコントロールする制御面がある。   [0174] In another embodiment, there is a control surface that controls the movement of the encapsulated buffer fluid by an electrostatic force that introduces the sample into the buffer fluid.

[0175] いくつかの実施形態では、試料をバッファー流体へ導入するような界面張力によってカプセル化バッファー流体の運動をコントロールする制御面がある。   [0175] In some embodiments, there is a control surface that controls the movement of the encapsulated buffer fluid by interfacial tension that introduces the sample into the buffer fluid.

[0176] いくつかの実施形態では、複数の制御面がある。   [0176] In some embodiments, there are multiple control surfaces.

[0177] いくつかの実施形態では、制御面は動的な表面を含む。   [0177] In some embodiments, the control surface comprises a dynamic surface.

[0178] いくつかの実施形態では、制御面は静的な表面を含む。   [0178] In some embodiments, the control surface comprises a static surface.

[0179]いくつかの実施形態では、制御面は動的および静的な表面の組み合わせを含む。   [0179] In some embodiments, the control surface comprises a combination of dynamic and static surfaces.

[0180] いくつかの実施形態では、制御面、数回キャリア流体内に浸水する。   [0180] In some embodiments, the control surface is submerged in the carrier fluid several times.

[0181] いくつかの実施形態では、制御面はキャリア流体界面上にある。   [0181] In some embodiments, the control surface is on the carrier fluid interface.

[0182]いくつかの実施形態では、制御面はキャリア流体の上方にある。   [0182] In some embodiments, the control surface is above the carrier fluid.

[0183] いくつかの実施形態、キャリア流体は流動する。   [0183] In some embodiments, the carrier fluid flows.

[0184] いくつかの実施形態では、少なくとも1つの分析システムが、キャリア流体上のカプセル化バッファー流体内の生物学的試料の分析を行う。   [0184] In some embodiments, at least one analysis system performs an analysis of a biological sample in an encapsulated buffer fluid on a carrier fluid.

[0185] いくつかの実施形態では、複数の解析段階がある。   [0185] In some embodiments, there are multiple analysis stages.

[0186] いくつかの実施形態では、分析はカプセル化バッファー流体の熱サイクルを含む。   [0186] In some embodiments, the analysis includes a thermal cycle of the encapsulation buffer fluid.

[0187] いくつかの実施形態では、流体カプセル化バッファーはシリコーンベースの油脂またはフルオロカーボンベースの油脂である。   [0187] In some embodiments, the fluid encapsulation buffer is a silicone-based oil or a fluorocarbon-based oil.

[0188]いくつかの実施形態では、キャリア流体はシリコーンベースの油脂またはフルオロカーボンベースの油脂である。   [0188] In some embodiments, the carrier fluid is a silicone-based oil or a fluorocarbon-based oil.

[0189] いくつかの実施形態では、試料は生物学的試料である。   [0189] In some embodiments, the sample is a biological sample.

[0190] いくつかの実施形態では、試料は水性ベースの生物学的試料である。   [0190] In some embodiments, the sample is an aqueous-based biological sample.

[0191] いくつかの実施形態では、試料は固体粒子である。   [0191] In some embodiments, the sample is a solid particle.

[0192] いくつかの実施形態では、試料は水性ベースの油脂乳液である。   [0192] In some embodiments, the sample is an aqueous based fat emulsion.

[0193] いくつかの実施形態では、試料増幅が行われ、ある場合には増幅の定量化が行なわれる。   [0193] In some embodiments, sample amplification is performed, and in some cases, amplification quantification is performed.

[0194] いくつかの実施形態では、増幅のリアル・タイム定量化は行なわれる。   [0194] In some embodiments, real-time quantification of amplification is performed.

[0195] いくつかの実施形態では、この方法は不混和性の液量内にカプセル化された標的試料を形成すること、カプセル化バッファー流体と不混和性のキャリア流体上でそれを沈殿させること、および静電力でカプセル化バッファー流体をコントロールすることを含む;
[0196] いくつかの実施形態では、標的試料は、流動キャリア流体へ投薬された不混和性の液量内にカプセル化される。
[0195] In some embodiments, the method forms a target sample encapsulated in an immiscible liquid volume and precipitates it on a carrier fluid that is immiscible with the encapsulating buffer fluid. And controlling the encapsulated buffer fluid with electrostatic force;
[0196] In some embodiments, the target sample is encapsulated in an immiscible volume dispensed into a flowing carrier fluid.

[0197] いくつかの実施形態では、カプセル化試料は静止位置へ投薬される。   [0197] In some embodiments, the encapsulated sample is dispensed into a rest position.

[0198] いくつかの実施形態では、カプセル化試料の生物学の処理が行なわれ、またカプセル化試料は1つ以上のカプセル化試料と混合する。   [0198] In some embodiments, a biological treatment of the encapsulated sample is performed and the encapsulated sample is mixed with one or more encapsulated samples.

[0199] いくつかの実施形態では、ゲノムの増幅が行われる。   [0199] In some embodiments, genomic amplification is performed.

[0200] いくつかの実施形態では、この方法は表面張力でカプセル化バッファー流体をコントロールするステップを含む。   [0200] In some embodiments, the method includes controlling the encapsulation buffer fluid with surface tension.

[0201] いくつかの実施形態では、核酸連結反応が行なわれる。   [0201] In some embodiments, a nucleic acid ligation reaction is performed.

[0202] 別の態様では、本発明は、本明細書に明記された任意の方法のステップを遂行する手段を含む試料処理システムを提供する。   [0202] In another aspect, the present invention provides a sample processing system comprising means for performing any of the method steps specified herein.

[0203] いくつかの実施形態では、システムは以下を含む:
標的試料を有するカプセル化流体を運ぶ油脂などのキャリア流体の連続流れ用の導管、分析段階、およびシステムをコントロールするコントローラー。
[0203] In some embodiments, the system includes:
A controller for controlling a conduit, analysis stage, and system for continuous flow of a carrier fluid such as a fat carrying an encapsulated fluid with a target sample.

[0204] いくつかの実施形態では、システムは熱サイクル期を含む。   [0204] In some embodiments, the system includes a thermal cycle period.

[0205] いくつかの実施形態では、システムはキャリア流体上の静止位置へ、またはその静止位置上にカプセル化対象を沈殿するのに適している。   [0205] In some embodiments, the system is suitable for depositing an encapsulated object to or on a stationary position on a carrier fluid.

[0206]いくつかの実施形態では、本明細書では複数の位置がある。   [0206] In some embodiments, there are multiple locations herein.

[0207]いくつかの実施形態では、本明細書では複数の導管がある。   [0207] In some embodiments, there are multiple conduits herein.

[0208] いくつかの実施形態では、システムは、静電力によるカプセル化試料の移動をコントロールする手段をさらに含む。   [0208] In some embodiments, the system further includes means for controlling movement of the encapsulated sample by electrostatic forces.

[0209] いくつかの実施形態では、システムはカプセル化試料を静的なキャリア流体上に、またはそのキャリア流体上で移動させるのに適している。   [0209] In some embodiments, the system is suitable for moving an encapsulated sample onto or over a static carrier fluid.

[0210] いくつかの実施形態では、試料は複数の位置のうちのいずれかにも移動させられ、また静止キャリア流体上に複数の試料があって良い。   [0210] In some embodiments, the sample may be moved to any of a plurality of locations, and there may be a plurality of samples on the stationary carrier fluid.

[0211] いくつかの実施形態では、導管は閉じている。   [0211] In some embodiments, the conduit is closed.

[0212] いくつかの実施形態では、本発明は、試料を処理する方法、いくつかの場合には生物学的試料を包含し、この方法は、試料と不混和性のバッファー流体中の2つ以上の試料をカプセル化し合体した単位としてそれらを移動させることを含む。   [0212] In some embodiments, the invention encompasses a method of processing a sample, in some cases a biological sample, which comprises two in a buffer fluid that is immiscible with the sample. Encapsulating the above samples and moving them as a unit.

[0213] いくつかの実施形態では、バッファー流体は液体であって良い。   [0213] In some embodiments, the buffer fluid may be a liquid.

[0214] いくつかの実施形態では2つ以上の試料はカプセル化され、キャリア流体の上にまたはその中に配置される。   [0214] In some embodiments, two or more samples are encapsulated and placed on or in a carrier fluid.

[0215] いくつかの実施形態では、試料は多重反応である。   [0215] In some embodiments, the sample is a multiple reaction.

[0216] いくつかの実施形態では、2つ以上の試料が1つの封入剤流体表面内にカプセル化される。   [0216] In some embodiments, two or more samples are encapsulated within one encapsulant fluid surface.

[0217]いくつかの実施形態では、キャリア流体は液体であり、また試料はカプセル化され液体(キャリア流体はカプセル化バッファー流体と不混和性である)の表面に配置される。   [0217] In some embodiments, the carrier fluid is a liquid and the sample is encapsulated and placed on the surface of the liquid (the carrier fluid is immiscible with the encapsulation buffer fluid).

[0218] いくつかの実施形態の中で、試料はカプセル化され、別のカプセル化された試料と混合させられ、2つの別個のサンプルが1つのカプセル化表面内にカプセル化される。   [0218] In some embodiments, a sample is encapsulated, mixed with another encapsulated sample, and two separate samples are encapsulated within one encapsulating surface.

[0219] いくつかの実施形態では、試料はカプセル化され、1つ以上の標的として処理される。   [0219] In some embodiments, the sample is encapsulated and processed as one or more targets.

[0220]いくつかの実施形態では、少なくとも1つの分析システムは、カプセル化バッファー流体内の1つ以上の生物学的試料の分析を行ない、いくつかの場合にはキャリア流体上で行う。   [0220] In some embodiments, at least one analysis system performs an analysis of one or more biological samples in an encapsulation buffer fluid, and in some cases, on a carrier fluid.

[0221] いくつかの実施形態では、バッファーカプセル化流体は、試料安定性のために添加物を加える。   [0221] In some embodiments, the buffer-encapsulated fluid adds additives for sample stability.

[0222] いくつかの実施形態では、バッファーカプセル化流体はポリソルベート添加物を有するシリコーンベースの油脂である。   [0222] In some embodiments, the buffer encapsulating fluid is a silicone-based oil with a polysorbate additive.

[0223] いくつかの実施形態では、ポリソルベート添加物を10%から0.001%の範囲で加える。   [0223] In some embodiments, the polysorbate additive is added in the range of 10% to 0.001%.

[0224] いくつかの実施形態では、バッファー流体は、界面活性剤を含む添加物を含む。   [0224] In some embodiments, the buffer fluid includes an additive that includes a surfactant.

[0225] いくつかの実施形態では、追加された界面活性剤の全体の親水‐親油性バランス番号は、2〜8の範囲にある。   [0225] In some embodiments, the total hydrophilic-lipophilic balance number of the added surfactant is in the range of 2-8.

[0226] いくつかの実施形態では、この方法は不混和性の液量内にカプセル化された2つ以上の標的試料を形成すること、カプセル化バッファー流体と不混和性のキャリア流体上でそれを沈殿させること、および静電力でカプセル化バッファー流体をコントロールすることを含む;
[0227] いくつかの実施形態では、2つ以上の標的試料は、流動キャリア流体へ投薬された不混和性の液量内にカプセル化される。
[0226] In some embodiments, the method forms two or more target samples encapsulated in an immiscible liquid volume, on a carrier fluid immiscible with the encapsulating buffer fluid. Precipitating and controlling the encapsulated buffer fluid with an electrostatic force;
[0227] In some embodiments, two or more target samples are encapsulated within an immiscible volume dispensed into a flowing carrier fluid.

[0228] いくつかの実施形態では、少なくとも1つのカプセル化試料が静止位置に投薬される。   [0228] In some embodiments, at least one encapsulated sample is dispensed in a stationary position.

[0229] いくつかの実施形態では、少なくとも1つのカプセル化試料の生物学的処理が行なわれ、また少なくともカプセル化試料は1つ以上のカプセル化試料と混合する。   [0229] In some embodiments, biological processing of at least one encapsulated sample is performed, and at least the encapsulated sample is mixed with one or more encapsulated samples.

[0230] いくつかの実施形態では、さらなる試料をセルに加えて配列状の試料にして良い。   [0230] In some embodiments, additional samples may be added to the cell to form an array of samples.

[0231] いくつかの実施形態では、試料は光学的検知用に配列される。   [0231] In some embodiments, the sample is arranged for optical detection.

[0232] いくつかの実施形態では、セルはチューブのような指向性出口からガスのインピンジメントによって輸送される。   [0232] In some embodiments, the cells are transported by gas impingement from a directional outlet, such as a tube.

[0233] いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書の上に明記された任意の方法のステップを遂行する手段を含む試料処理システムを提供する。   [0233] In some embodiments, the present invention provides a sample processing system comprising means for performing any of the method steps specified herein above.

[0234]いくつかの実施形態では、システムは次のものを含む:2つ以上の標的試料を有するカプセル化流体を運ぶ油脂のようなキャリア流体の連続流れ用の導管、分析段階、およびシステムをコントロールするコントローラー。   [0234] In some embodiments, the system includes: a conduit for continuous flow of a carrier fluid, such as an oil carrying an encapsulated fluid having two or more target samples, an analysis stage, and a system Controller to control.

[0235]いくつかの実施形態では、システムは次のものを含む:キャリア流体と境界を接する2つ以上の標的試料を有する油脂などのバッファー流体のフロー用の導管;分析段階、およびシステムをコントロールするコントローラー。   [0235] In some embodiments, the system includes: a conduit for the flow of a buffer fluid, such as a fat or oil, having two or more target samples bounded by the carrier fluid; an analysis stage, and a control system Controller to be used.

[0236] いくつかの実施形態では、システムは次のものを含む:その上で油脂などのキャリア流体が2つ以上の標的試料を有するバッファー流体を運搬する運動疎水性円材;分析段階、およびシステムをコントロールするコントローラー。   [0236] In some embodiments, the system includes: a moving hydrophobic disc on which a carrier fluid, such as a fat, carries a buffer fluid having two or more target samples; an analysis stage; and Controller that controls the system.

[0237] いくつかの実施形態では、キャリアオイルは界面活性剤添加物を有する。   [0237] In some embodiments, the carrier oil has a surfactant additive.

[0238] いくつかの実施形態では、本発明は、不混和性のバッファー流体内にカプセル
化されて、試料処理用の疎水性制御面に配置される試料の処理に使用される。
[0238] In some embodiments, the present invention is used to process a sample encapsulated in an immiscible buffer fluid and placed on a hydrophobic control surface for sample processing.

[0239] いくつかの実施形態では、疎水性制御面は停留である。   [0239] In some embodiments, the hydrophobic control surface is stationary.

[0240]いくつかの実施形態では、疎水性制御面は動的である。   [0240] In some embodiments, the hydrophobic control surface is dynamic.

[0241] いくつかの実施形態では、疎水性制御面はフルオロポリマー である。   [0241] In some embodiments, the hydrophobic control surface is a fluoropolymer.

[0242] いくつかの実施形態では、複数の疎水性の制御面がある。   [0242] In some embodiments, there are multiple hydrophobic control surfaces.

[0243] いくつかの実施形態では、制御面は静電気学に活性化している。   [0243] In some embodiments, the control surface is electrostatically activated.

[0244] いくつかの実施形態では、疎水性制御面は動的および静止表面の組み合わせを含む。   [0244] In some embodiments, the hydrophobic control surface comprises a combination of dynamic and stationary surfaces.

[0245] いくつかの実施形態では、合成液体セルは1つ以上の疎水性制御面によってコントロールされる。   [0245] In some embodiments, the synthetic liquid cell is controlled by one or more hydrophobic control surfaces.

[0246] いくつかの実施形態では、疎水性制御面は温度コントロールされている。   [0246] In some embodiments, the hydrophobic control surface is temperature controlled.

[0247] いくつかの実施形態では、疎水性制御面は光学検出系の一部である。   [0247] In some embodiments, the hydrophobic control surface is part of an optical detection system.

[0248] いくつかの実施形態では、疎水性制御面には光学的検知用のマーカーがある。   [0248] In some embodiments, the hydrophobic control surface has a marker for optical detection.

[0249] いくつかの実施形態では、疎水性制御面にはRFID回路がある。   [0249] In some embodiments, the hydrophobic control surface has an RFID circuit.

[0250] いくつかの実施形態では、疎水性制御面は複数の合成液体セルをコントロール
する。
[0250] In some embodiments, the hydrophobic control surface controls a plurality of synthetic liquid cells.

[0251] いくつかの実施形態では、疎水性制御面は安定化機能を有する。   [0251] In some embodiments, the hydrophobic control surface has a stabilizing function.

[0252] いくつかの実施形態では、複数の安定化機能がある。   [0252] In some embodiments, there are multiple stabilization functions.

[0253] いくつかの実施形態では、安定化機能は疎水性制御面内へのポケットである。   [0253] In some embodiments, the stabilizing function is a pocket into the hydrophobic control surface.

[0254] いくつかの実施形態では、安定化機能は「v」の形状である。   [0254] In some embodiments, the stabilization function is a “v” shape.

[0255] いくつかの実施形態では、安定化機能は「円形」の形状である。   [0255] In some embodiments, the stabilization function is a "circular" shape.

[0256] いくつかの実施形態では、安定化機能は逓減する。   [0256] In some embodiments, the stabilization function is diminished.

[0257] いくつかの実施形態では、安定化機能を使用して相互に不混和性のキャリア流体上の不混和性のバッファー流体にカプセル化された試料を特定する。   [0257] In some embodiments, a stabilizing function is used to identify samples encapsulated in immiscible buffer fluids on mutually immiscible carrier fluids.

[0258] いくつかの実施形態では、安定化機能は配列されてネットワークを形成する。   [0258] In some embodiments, the stabilizing functions are arranged to form a network.

[0259] いくつかの実施形態では、ネットワークを使用して合成液体セルを混合する。   [0259] In some embodiments, a synthetic liquid cell is mixed using a network.

[0260] いくつかの実施形態では、ネットワークを使用して合成液体セルを輸送する。   [0260] In some embodiments, a network is used to transport a synthetic liquid cell.

[0261] いくつかの実施形態では、ネットワークは静止疎水性制御面を含む。   [0261] In some embodiments, the network includes a stationary hydrophobic control surface.

[0262] いくつかの実施形態では、ネットワークは動的な疎水性制御面を含む。   [0262] In some embodiments, the network includes a dynamic hydrophobic control surface.

[0263] いくつかの実施形態では、ネットワークは静止および動的な制御面の組み合わせを含む。   [0263] In some embodiments, the network includes a combination of stationary and dynamic control surfaces.

[0264] いくつかの実施形態では、たんぱく質のリアル・タイム定量化を遂行する。   [0264] In some embodiments, real-time quantification of the protein is performed.

[0265] いくつかの実施形態では、例えば、カプセル化試料は静止位置へ投薬される。   [0265] In some embodiments, for example, the encapsulated sample is dispensed into a rest position.

[0266] いくつかの実施形態では、カプセル化試料の生物学的処理が行なわれ、および/またはカプセル化試料は1つ以上のカプセル化試料と混合する。   [0266] In some embodiments, biological processing of the encapsulated sample is performed and / or the encapsulated sample is mixed with one or more encapsulated samples.

[0267] いくつかの実施形態では、システムは以下を含む:疎水性制御面が標的試料を備えたカプセル化流体を輸送するように、周期的に標的試料を沈積させる疎水性制御面に隣接するカプセル化流体を沈積させる導管;分析段階、およびシステムをコントロールするコントローラー。沈積は連続的である。   [0267] In some embodiments, the system includes: adjacent to a hydrophobic control surface that periodically deposits a target sample such that the hydrophobic control surface transports an encapsulating fluid with the target sample Conduit for depositing encapsulated fluid; analysis stage and controller to control the system. The deposition is continuous.

[0268] いくつかの実施形態では、本発明は、生物学的試料の生成および/または輸送および/またはミキシングおよび/または処理を提供する。それによって、生物学的試料(固体、液体、油中水型エマルジョン、または不混和液中の固体の懸濁液)が操作できる不混和性の流体セルの形成を実現する。この方法とシステムはマイクロリットルからサブナノリットル容量までの一連の容量を生成しかつ/または輸送かつ/または混合かつ/または処理する。   [0268] In some embodiments, the present invention provides for the generation and / or transport and / or mixing and / or processing of biological samples. Thereby, the formation of an immiscible fluid cell in which a biological sample (solid, liquid, water-in-oil emulsion, or a suspension of a solid in an immiscible liquid) can be manipulated is achieved. The method and system generate and / or transport and / or mix and / or process a series of volumes from microliters to sub-nanoliter volumes.

[0269] いくつかの実施形態では、本発明は、生物学的試料を処理(試料と不混和性のバッファー流体中に2つ以上の試料をカプセル化することを含む)して多重試料セルを供給し、および試料処理用に結合した単位としてセルを移動させる方法および/またはシステムを提供する。   [0269] In some embodiments, the present invention treats a biological sample (including encapsulating two or more samples in a buffer fluid immiscible with the sample) to produce a multiple sample cell. A method and / or system is provided for moving and moving cells as a combined unit for sample processing.

[0270] いくつかの実施形態では、この方法とシステムは、多くの方法によってコントロールすることができる無感染のマイクロリットル、ナノリットルまたはサブナノリットル容積を生成できる。   [0270] In some embodiments, the methods and systems can produce an uninfected microliter, nanoliter, or sub-nanoliter volume that can be controlled by a number of methods.

[0271] いくつかの実施形態では、本発明は不混和性の流体セル内に1つ以上の生物学的試料を生成し、さらにこの合成液体セルは、キャリア流体と呼ばれる相互に不混和性の流体の自由表面に配置される。   [0271] In some embodiments, the present invention produces one or more biological samples in an immiscible fluid cell, and the synthetic liquid cell is also referred to as a carrier fluid that is mutually immiscible. Located on the free surface of the fluid.

[0272] キャリア流体は、合成液体セル用の操作プラットフォームを提供できる。合成液体セルは、以下の順序でチューブ内に複合材料部材を蓄積して生成できる:不混和性の流体、生物学的試料(流体、エマルジョン、固体または浮遊粒子)、不混和性の流体、さらにいくつかの場合には空気。この順序は、チューブを備えた多重合成液体セルに対して、またはいくつかの場合では1つ以上の多重試料合成液体セルに対して繰り返すことがでる。   [0272] The carrier fluid can provide an operating platform for the synthetic liquid cell. Synthetic liquid cells can be created by accumulating composite members in tubes in the following order: immiscible fluids, biological samples (fluids, emulsions, solids or suspended particles), immiscible fluids, and more In some cases air. This sequence can be repeated for multiple synthesis liquid cells with tubes, or in some cases for one or more multiple sample synthesis liquid cells.

[0273] 次に、チューブの内容はキャリア流体上に投薬されて合成液体セルを生成する。   [0273] Next, the contents of the tube are dispensed onto the carrier fluid to create a synthetic liquid cell.

[0274]の実施形態では、この方法とシステムは、多くの方法によってコントロールすることができる無感染の、ナノリットルまたはサブナノリットル容積を生成できる。本発明方法は合成液体セルが静電力によってコントロールされることを提供する。   [0274] In an embodiment, the method and system can produce an uninfected, nanoliter or sub-nanoliter volume that can be controlled by a number of methods. The method of the present invention provides that the synthetic liquid cell is controlled by electrostatic forces.

[0275] いくつかの実施形態では、本発明には少なくとも1つの電気的に帯電した制御面があり合成液体セルをコントロールする。
本発明は、疎水性効果を使用してコントロールを行う独立した方法を提供する。
[0275] In some embodiments, the present invention has at least one electrically charged control surface to control a synthetic liquid cell.
The present invention provides an independent method of controlling using the hydrophobic effect.

[0276] いくつかの実施形態では、本発明には疎水性特性がある少なくとも1つの制御面があり、それと不混和性の流体セルの外側の流体との間に密着力ができると同時に内部液量をはね返して感染を防ぐ。キャリアオイルに埋め込まれるか部分的に埋め込まれる一体構造物を使用して、合成液体セルは管理されて誘導されるかまたはしっかり固定でき、合成液体セルの動的制御を強化する。   [0276] In some embodiments, the present invention has at least one control surface with hydrophobic properties, which provides adhesion between the fluid outside the immiscible fluid cell and the internal liquid. Repel the volume to prevent infection. Using a monolithic structure that is embedded or partially embedded in the carrier oil, the synthetic liquid cell can be guided or secured securely, enhancing the dynamic control of the synthetic liquid cell.

[0277] いくつかの実施形態では、本発明は、上に概説された方法のうちのいずれかで合成液体セルを輸送することを提供する。いくつかの実施形態の合成液体セルのミキシングは合成液体セルを輸送して接触させ、カプセル化油脂および生物学的試料の液性融合を促進させる。この混合過程によって、サブマイクロリットル標的容積を効率良く組合せるのを促進し、他の原因からの感染を防ぎ、化学操作ごとに無駄容積が生じないことを保証する。いくつかの実施形態では、試料は混合されずに多重試料合成液体セルが生じる。   [0277] In some embodiments, the present invention provides for transporting a synthetic liquid cell in any of the methods outlined above. In some embodiments, the mixing of the synthetic liquid cell transports and contacts the synthetic liquid cell to facilitate humoral fusion of the encapsulated oil and biological sample. This mixing process facilitates efficient combination of sub-microliter target volumes, prevents infection from other causes, and ensures that no waste volume is created for each chemical operation. In some embodiments, the samples are not mixed, resulting in a multiple sample synthesis liquid cell.

[0278] いくつかの実施形態では、生物学的プロセスによる合成液体セルの輸送は、高温で標的容積を蒸発させる空気に敏感ではない。キャリアオイルによるシステム内の各合成液体セルを独立に輸送すると、システム全体の動力数が削減される、そうでなければ加熱、冷却あるいはキャリア流体を注入することが必要であり、また代わりに熱性のプロトコルを合成液体セルにおいて対象としても良い。   [0278] In some embodiments, transport of the synthetic liquid cell by a biological process is not sensitive to air evaporating the target volume at high temperatures. Independent transport of each synthetic liquid cell in the system with carrier oil reduces the overall system power, otherwise it is necessary to heat, cool or inject carrier fluid, and instead heat The protocol may be targeted in a synthetic liquid cell.

[0279] いくつかの実施形態では、本発明によって、生化学プロセスの自動化が容易になる。自動化によって個々の試料を動的制御でき、したがって試料の十分な容量回収が可能になる。自動化によって、オープンまたはクローズドアーキテクチャ処置プラットフォームの両方に使用できる。また生物学的試料の分析および処置ができる。試料は、視覚の方法、音響の方法、あるいは電磁気的方法によって容易に分析できる。   [0279] In some embodiments, the present invention facilitates the automation of biochemical processes. Automation allows dynamic control of individual samples, thus allowing for sufficient volume recovery of samples. With automation, it can be used for both open and closed architecture treatment platforms. It can also analyze and treat biological samples. Samples can be easily analyzed by visual, acoustic, or electromagnetic methods.

[0280] 本明細書に開示された様々な実施形態の個々の機能は、それらが互いに相互排除ではない程度までに、必要に応じてかつ変更すべきところは変更して組み合わせることができる。

[0280] The individual functions of the various embodiments disclosed herein may be combined as needed and modified to the extent that they are not mutually exclusive.

Claims (11)

合成液体セル(CLC)を生成するためのシステムであって、
前記システムは、
分析試料液を含む分析試料液入力と、
カプセル化液を含むカプセル化液入力と、
キャリア液と、
液体処理システムと、
前記液体処理システムに操作可能に接続されたコントローラーと
を含み、
前記コントローラーは、前記液体処理システムに、
前記カプセル化液入力からのカプセル化液の容積と、前記分析試料液入力からの分析試料液の容積とを抽出し、そして、前記抽出されたカプセル化液の容積および分析試料液の容積を、前記キャリア液の自由表面上で組み合わせて、前記キャリア液の上部表面上に浮遊するカプセル化された分析試料液を生成することにより、CLCを生成することであって、前記分析試料液、前記カプセル化液、および前記キャリア液は、相互に不混和性である、ことと
を行わせるようにプログラムされている、システム。
A system for producing a synthetic liquid cell (CLC) comprising:
The system
Analysis sample liquid input including analysis sample liquid;
Encapsulated liquid input including encapsulated liquid;
Carrier liquid,
A liquid treatment system;
A controller operably connected to the liquid treatment system;
The controller is connected to the liquid processing system,
Extracting the volume of the encapsulated liquid from the encapsulated liquid input and the volume of the analytical sample liquid from the analytical sample liquid input, and extracting the volume of the encapsulated liquid and the volume of the analytical sample liquid, in combination on the free surface of the carrier liquid, the Rukoto generate an encapsulated analyzed sample liquid floating on the top surface of the carrier liquid, and generating a CLC, said analysis sample solution, wherein A system that is programmed to cause the encapsulating liquid and the carrier liquid to be immiscible with each other.
前記コントローラーは、前記液体処理システムに、
前記カプセル化液の容積および前記分析試料液の容積を前記キャリア液の前記表面の異なる場所上に配置し、その後、前記配置されたカプセル化液の容積および分析試料液の容積を組み合わせることにより、CLCを生成すること
を行わせるようにプログラムされている、請求項1に記載のシステム。
The controller is connected to the liquid processing system,
By placing the volume of the encapsulated liquid and the volume of the analytical sample liquid on different locations on the surface of the carrier liquid, and then combining the volume of the encapsulated liquid and the volume of the analytical sample liquid, The system of claim 1, wherein the system is programmed to cause generating a CLC.
前記液体処理システムは、前記カプセル化液の容積を前記キャリア液の前記表面にわたって移動させるように構成されている、請求項2に記載のシステム。   The system of claim 2, wherein the liquid processing system is configured to move a volume of the encapsulated liquid across the surface of the carrier liquid. 前記コントローラーは、前記液体処理システムに、
前記カプセル化液の容積および前記分析試料液の容積を合成液体セルの前駆体へと組み合わせ、その後、前記合成液体セルの前駆体を前記キャリア液の前記表面上に堆積させることにより、CLCを生成すること
を行わせるようにプログラムされている、請求項1に記載のシステム。
The controller is connected to the liquid processing system,
CLC is generated by combining the volume of the encapsulated liquid and the volume of the analytical sample liquid into a precursor of a synthetic liquid cell, and then depositing the precursor of the synthetic liquid cell on the surface of the carrier liquid The system of claim 1, wherein the system is programmed to cause
前記コントローラーは、前記液体処理システムに、
前記カプセル化液の容積を前記キャリア液の前記表面上に配置し、その後、前記分析試料液の容積を前記カプセル化液の容積へと導入することにより、CLCを生成すること
を行わせるようにプログラムされている、請求項1に記載のシステム。
The controller is connected to the liquid processing system,
A volume of the encapsulated liquid is disposed on the surface of the carrier liquid, and then a volume of the analysis sample liquid is introduced into the volume of the encapsulated liquid, thereby generating a CLC. The system of claim 1 being programmed.
前記液体処理システムは、コントロール・チューブおよびドライバーを含む、請求項1〜5のいずれかに記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the liquid processing system includes a control tube and a driver. 前記カプセル化液、分析試料液、およびキャリア液は、異なる密度を有する、請求項1〜6のいずれかに記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the encapsulated liquid, the analysis sample liquid, and the carrier liquid have different densities. 前記分析試料液は、前記キャリア液の密度と前記カプセル化液の密度との間の密度を有する、請求項7に記載のシステム。   The system of claim 7, wherein the analysis sample liquid has a density between the density of the carrier liquid and the density of the encapsulated liquid. キャリア液の表面上にCLCを生成するための方法であって、前記方法は、
カプセル化液入力からのカプセル化液の容積と、分析試料液入力からの分析試料液の容積とを提供することと、
前記カプセル化液の容積および前記分析試料液の容積を、前記キャリア液の自由表面上で組み合わせて、キャリア液の上部表面上に浮遊するカプセル化された分析試料液を生成することにより、CLCを生成することと
を含み、
前記分析試料液、前記カプセル化液、および前記キャリア液は、相互に不混和性である、方法。
A method for generating CLC on a surface of a carrier liquid, the method comprising:
Providing a volume of encapsulated liquid from the encapsulated liquid input and a volume of analytical sample liquid from the analytical sample liquid input;
The volume of volume and the analysis sample solution of the encapsulated liquid, in combination with the free surface of the carrier liquid, the Rukoto generate an encapsulated analyzed sample liquid floating on the top surface of the carrier liquid, CLC Generating and
The method, wherein the analysis sample solution, the encapsulating solution, and the carrier solution are immiscible with each other.
合成液体セル(CLC)を生成するためのシステムであって、前記システムは、
分析試料液入力と、
カプセル化液入力と、
液体処理システムと、
前記液体処理システムに操作可能に接続されたコントローラーと
を含み、
前記コントローラーは、前記液体処理システムに、
前記カプセル化液入力からのカプセル化液の容積と、前記分析試料液入力からの分析試料液の容積とを抽出し、そして、前記抽出されたカプセル化液の容積および分析試料液の容積を、前記キャリア液の自由表面上で組み合わせて、キャリア液の上部表面上に浮遊するカプセル化された分析試料液を生成することにより、CLCを生成することであって、前記分析試料液、カプセル化液、およびキャリア液は、相互に不混和性である、ことと
を行わせるようにプログラムされている、システム。
A system for producing a synthetic liquid cell (CLC) comprising:
Analysis sample liquid input,
Encapsulated liquid input,
A liquid treatment system;
A controller operably connected to the liquid treatment system;
The controller is connected to the liquid processing system,
Extracting the volume of the encapsulated liquid from the encapsulated liquid input and the volume of the analytical sample liquid from the analytical sample liquid input, and extracting the volume of the encapsulated liquid and the volume of the analytical sample liquid, in combination on the free surface of the carrier liquid, the Rukoto generate an encapsulated analyzed sample liquid floating on the top surface of the carrier liquid, and generating a CLC, said analysis sample solution, encapsulation A system that is programmed to cause the fluid and carrier fluid to be immiscible with each other.
合成液体セルを含むデバイスであって、
前記合成液体セルは、
キャリア液と、
前記キャリア液の上部表面上に浮遊するカプセル化液内にカプセル化された分析試料液と
を含み、
前記分析試料液、前記カプセル化液、および前記キャリア液は、相互に不混和性である、デバイス。
A device comprising a synthetic liquid cell,
The synthetic liquid cell is
Carrier liquid,
An analytical sample liquid encapsulated in an encapsulated liquid floating on the upper surface of the carrier liquid,
The device, wherein the analytical sample solution, the encapsulated solution, and the carrier solution are immiscible with each other.
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